Cognitive Systems for Robotics – CRS

Descrizione Attività

L’attività si baserà sullo studio di modelli cognitivi e l’implementazione di opportuni moduli per la simulazione o l’emulazione di specifiche caratteristiche cognitive.

L’architettura di riferimento sarà organizzata in tre aree computazionali: l’area subconcettuale riguardante il livello di elaborazione dei dati percettivi che provengono dai sensori; in tale area l’informazione non è ancora organizzata in termini di strutture concettuali e categorie. L’area simbolica riguarderà l’elaborazione simbolica delle informazioni; infine, nell’area concettuale, si realizzerà un ponte tra quella subconcettuale e quella simbolica; i dati provenienti dall’area subconcettuale saranno organizzati in categorie concettuali indipendenti dalla categorizzazione simbolica. I simboli nell’area saranno ancorati ai dati dei sensori mappandoli sulle rappresentazioni dell’area concettuale.

L’innovazione consisterà sia nell’integrazione sia nella definizione e nella scelta delle singole componenti.

In particolare, al fine di implementare l’architettura cognitiva del sistema e il classico ciclo di percezione-ragionamento-azione verranno studiate e sviluppate:

Metodologie per eliminazione del rumore ed estrazione dell’informazione proveniente dai sensori

Metodologie di Social sensing per ottenere una corretta interpretazione del contesto. Un’attenzione particolare verrà rivolta verso la comprensione di segni sociali verbali e non verbali, anche in relazione alle diverse pratiche sociali in cui si svolge l’interazione.

Metodologie sia simboliche che subsimboliche per la rappresentazione della conoscenza, il ragionamento e l’apprendimento. Un ruolo chiave verrà svolto dalla rappresentazione geometrica della conoscenza e dalla possibilità di indurre la stessa da differenti sorgenti di informazione quali, ad esempio, dati presenti sul web, sui social o provenienti da sensori in generale.

Tecniche di pianificazione adatte ad integrarsi con modelli di pratiche sociali per realizzare una interazione socialmente coerente.

Al fine di coinvolgere maggiormente l’utente e comunicare attraverso diverse modalità, verranno integrate: A) tecniche di sentiment/emotion analysis per comprendere e manifestare esplicitamente sensazioni ed emozioni e B) metodologie di creatività computazionale al fine di introdurre variabilità e adattabilità nel comportamento, con un miglioramento dell’efficacia dei processi di interazione fra uomo, robot e ambiente.

Obiettivi

Si approfondiranno i principali modelli e architetture delle Scienze Cognitive, includendo anche aspetti etici e di consapevolezza, al fine di integrarli in sistemi di robotica sociale e Intelligent Automation. La corporeità del sistema intelligente in cui verranno integrati tali modelli sarà un elemento rilevante ma non vincolato ad una specifica piattaforma hardware. L’obiettivo principale è quello di mettere a punto meccanismi orientati ad accrescere l’empatia e ottimizzare i processi di Human Robot Interaction, mantenendo una analogia di funzioni tra il sistema e l’essere umano. Per quanto riguarda la robotica sociale, l’approccio proposto sarà utilizzato per modellare i comportamenti di robot umanoidi e troverà applicazioni nel campo della e-health, dell’education ed in generale nel campo del supporto sociale. Infine, con riferimento all’intelligent automation, l’obiettivo è concepire ambienti che siano in grado di entrare in simbiosi con l’utente coadiuvandone il benessere.

Campi Applicativi

Robotica, Intelligent Automation, Ambient and Outdoor Assisted Living, Technology Enhanced Learning.