Why Don’t We Have Better Robots Yet? | Ken Goldberg | TED

Traduttore: Giorgia Salvato Revisore: Agnese Giacomelli

I have a feeling most people in this room would like to have a robot at home.

Credo che molte persone in questa stanza vorrebbero avere un robot a casa.

It'd be nice to be able to do the chores and take care of things.

Sarebbe bello fargli fare le faccende domestiche e occuparsi delle cose.

Where are these robots?

Dove sono questi robot?

What's taking so long?

Perché ci vuole così tanto?

I mean, we have our tricorders,

Abbiamo i nostri tricorder

and we have satellites.

e abbiamo i satelliti.

We have laser beams.

Abbiamo raggi laser.

But where are the robots?

Ma dove sono i robot?

(Laughter)

(Risate)

I mean, OK, wait, we do have some robots in our home,

Aspettate, abbiamo dei robot in casa,

but, not really doing anything that exciting, OK?

ma non stanno facendo niente di così eclatante, okay?

(Laughter)

(Risate)

Now I've been doing research at UC Berkeley for 30 years

Faccio ricerche all’Università di Berkeley da 30 anni

with my students on robots,

con i miei studenti sui robot

and in the next 10 minutes,

e nei prossimi 10 minuti

I'm going to try to explain the gap between fiction and reality.

cercherò di spiegare il divario tra finzione e realtà.

Now we’ve seen images like this, right?

Abbiamo tutti visto immagini come questa.

These are real robots.

Questi sono veri robot.

They're pretty amazing.

Sono incredibili.

But those of us who work in the field,

Ma per quelli di noi che lavorano sul campo

well, the reality is more like this.

la realtà è più simile a questa.

(Laughter)

(Risate)

That's 99 out of 100 times, that's what happens.

È così 99 volte su 100, ecco cosa succede.

And in the field, there's something that explains this

Sul campo, c’è qualcosa che spiega tutto ciò

that we call Moravec's paradox.

che chiamiamo paradosso di Moravec.

And that is, what's easy for robots,

E cioè, ciò che è facile per i robot,

like being able to pick up a large object,

come essere in grado di raccogliere un oggetto grande,

large, heavy object,

grande e pesante,

is hard for humans.

è difficile per gli umani.

But what's easy for humans,

Ma ciò che è facile per gli umani,

like being able to pick up some blocks and stack them,

come essere in grado di raccogliere alcuni blocchi e impilarli,

well, it turns out that is very hard for robots.

si è scoperto che è molto difficile per i robot.

And this is a persistent problem.

Questo è un problema persistente.

So the ability to grasp arbitrary objects is a grand challenge for my field.

La capacità di afferrare oggetti casuali è una grande sfida per il mio campo.

Now by the way, I was a very klutzy kid.

A proposito, ero un ragazzino molto maldestro.

(Laughter)

(Risate)

Lasciavo cadere le cose.

I would drop things.

Ogni volta che qualcuno mi lanciava una palla, la lasciavo cadere.

Any time someone would throw me a ball, I would drop it.

I was the last kid to get picked on a basketball team.

Ero l’ultimo a essere scelto nella squadra di basket.

I'm still pretty klutzy, actually,

Sono ancora piuttosto maldestro, a dire il vero,

but I have spent my entire career studying how to make robots less clumsy.

ma ho trascorso tutta la mia carriera a studiare per rendere i robot meno goffi.

Now let's start with the hardware.

Ora iniziamo con l'hardware.

So the hands.

Quindi le mani.

Now this is a robot hand, a particular type of hand.

Ora questa è una mano robotica, un tipo particolare di mano.

It's a lot like our hand.

Assomiglia alla nostra.

And it has a lot of motors, a lot of tendons

E ha molti motori, molti tendini

and cables as you can see.

e cavi, come potete vedere.

So it's unfortunately not very reliable.

Quindi sfortunatamente non è molto affidabile.

It's also very heavy and very expensive.

È anche molto pesante e molto costosa.

So I'm in favor of very simple hands, like this.

Quindi sono a favore di mani molto semplici, come questa.

So this has just two fingers.

Questo ha solo due dita.

It's known as a parallel jaw gripper.

È nota come pinza a griffe parallele.

So it's very simple.

È molto semplice.

It's lightweight and reliable and it's very inexpensive.

È leggera e affidabile ed è molto economica.

And if you're doubting that simple hands can be effective,

E se dubitate dell’efficinza delle mani semplici,

look at this video where you can see that two very simple grippers,

guardate questo video in cui potete vedere due pinze molto semplici,

these are being operated, by the way,

azionate, tra l'altro,

by humans who are controlling the grippers like a puppet.

da umani che controllano le pinze come un burattino.

But very simple grippers are capable of doing very complex things.

Ma delle pinze molto semplici sono capaci di fare azioni molto complesse.

Now actually in industry,

In realtà, nell’industria,

there’s even a simpler robot gripper, and that’s the suction cup.

c’è ancora un’altra pinza robotizzata più semplice, quella a ventosa.

And that only makes a single point of contact.

Effettua un unico punto di contatto.

So again, simplicity is very helpful in our field.

Ancora una volta, la semplicità è molto utile nel nostro campo.

Now let's talk about the software.

Ora parliamo del software.

This is where it gets really, really difficult

È qui che le cose diventano davvero difficili

because of a fundamental issue, which is uncertainty.

a causa di un problema fondamentale, che è l’incertezza.

There's uncertainty in the control.

C'è incertezza nel controllo.

There’s uncertainty in the perception.

C'è incertezza nella percezione.

And there’s uncertainty in the physics.

E c'è incertezza nella fisica.

Now what do I mean by the control?

Ora cosa intendo per controllo?

Well if you look at a robot’s gripper trying to do something,

Se si guarda la pinza di un robot che cerca di fare qualcosa

there's a lot of uncertainty in the cables and the mechanisms

c’è molta incertezza nei cavi e nei meccanismi

that cause very small errors.

che causano errori molto piccoli.

And these can accumulate and make it very difficult to manipulate things.

E questi possono accumularsi e rendere complessa la manipolazione delle cose.

Now in terms of the sensors, yes,

Per quanto riguarda i sensori, sì,

robots have very high-resolution cameras just like we do,

i robot hanno telecamere ad altissima risoluzione, proprio come noi,

and that allows them to take images of scenes in traffic

che consentono loro di scattare foto di scene nel traffico

or in a retirement center,

o in un centro di riposo,

or in a warehouse or in an operating room.

in un magazzino o in una sala operatoria.

But these don't give you the three-dimensional structure

Ma questo non rende la struttura tridimensionale

of what's going on.

di ciò che sta accadendo.

So recently, there was a new development called LIDAR,

Di recente c’è stato un nuovo sviluppo chiamato LIDAR,

and this is a new class of cameras that use light beams to build up

ovvero una nuovo tipo di telecamere che utilizzano fasci di luce

per costruire un modello tridimensionale dell’ambiente.

a three-dimensional model of the environment.

And these are fairly effective.

E sono abbastanza efficaci.

They really were a breakthrough in our field, but they're not perfect.

Sono state davvero una svolta nel nostro campo, ma non sono perfette.

So if the objects have anything that's shiny or transparent,

Quindi se gli oggetti hanno qualcosa di lucido o trasparente,

well, then the light acts in unpredictable ways,

allora la luce agisce in modi imprevedibili

and it ends up with noise and holes in the images.

e produce rumore e buchi nelle immagini.

So these aren't really the silver bullet.

Quindi non sono la soluzione ideale.

And there’s one other form of sensor out there now called a “tactile sensor.”

C’è un altro tipo di sensore chiamato “sensore tattile”.

And these are very interesting.

Sono molto interessanti.

They use cameras to actually image the surfaces

Usano delle telecamere per fotografare le superfici

as a robot would make contact,

con le stesse modalità che userebbe un robot

but these are still in their infancy.

ma sono ancora agli inizi.

Now the last issue is the physics.

Ora l'ultimo problema è la fisica.

And let me illustrate for you by showing you,

Lasciate che ve lo spieghi mostrandovelo,

we take a bottle on a table

prendiamo una bottiglia su un tavolo

and we just push it,

e la spingiamo,

and the robot's pushing it in exactly the same way each time.

il robot la spinge esattamente nello stesso modo ogni volta.

But you can see that the bottle ends up in a very different place each time.

Ma potete vedere come la bottiglia finisca ogni volta in un posto diverso.

And why is that?

Come mai?

Well it’s because it depends on the microscopic surface topography

Perché dipende dalla topografia microscopica della superficie

underneath the bottle as it slid.

sotto la bottiglia mentre scivolava.

For example, if you put a grain of sand under there,

Per esempio se metteste un granello di sabbia

it would react very differently than if there weren't a grain of sand.

reagirebbe in modo diverso rispetto a quando non c’è.

And we can't see if there's a grain of sand because it's under the bottle.

E non possiamo vedere se c'è un granello di sabbia perché è sotto la bottiglia.

It turns out that we can predict the motion of an asteroid

Scopriamo che possiamo prevedere il movimento di un asteroide

a million miles away,

a un milione di miglia di distanza,

far better than we can predict the motion of an object

molto meglio di quanto possiamo prevedere il movimento di un oggetto

as it's being grasped by a robot.

mentre viene afferrato da un robot.

Now let me give you an example.

Ora lasciate che vi faccia un esempio.

Put yourself here into the position of being a robot.

Mettetevi nella posizione di essere un robot.

You're trying to clear the table

State cercando di sgombrare il tavolo

and your sensors are noisy and imprecise.

e i vostri sensori sono rumorosi e imprecisi.

Your actuators, your cables and motors are uncertain,

Gli attuatori, i cavi e i motori sono incerti

so you can't fully control your own gripper.

e non potete controllare del tutto la vostra pinza.

And there's uncertainty in the physics,

E c’è incertezza nella fisica

so you really don't know what's going to happen.

quindi non sapete davvero cosa succederà.

So it's not surprising that robots are still very clumsy.

Non sorprende che i robot siano ancora molto maldestri.

Now there's one sweet spot for robots, and that has to do with e-commerce.

Però c’è un punto debole per i robot, e ha a che fare con l’e-commerce.

And this has been growing, it's a huge trend.

E sta crescendo, è una tendenza enorme.

And during the pandemic, it really jumped up.

Durante la pandemia è aumentato moltissimo.

I think most of us can relate to that.

Penso che la maggior parte possa capirlo.

We started ordering things like never before,

Abbiamo iniziato a ordinare cose come mai prima d’allora

and this trend is continuing.

e la tendenza sta continuando.

And the challenge is to meet the demand,

La sfida è soddisfare la domanda,

we have to be able to get all these packages delivered in a timely manner.

dobbiamo essere capaci di consegnare tutti questi pacchi in maniera tempestiva.

And the challenge is that every package is different,

E la sfida è che ogni pacco è diverso,

ogni ordine è diverso.

every order is different.

So you might order some some nail polish and an electric screwdriver.

Quindi potreste ordinare dello smalto per unghie e un cacciavite elettrico.

And those two objects are going to be

E quei due oggetti

somewhere inside one of these giant warehouses.

saranno da qualche parte dentro uno di questi giganteschi magazzini.

And what needs to be done is someone has to go in,

Quello che bisogna fare è che qualcuno entri,

find the nail polish and then go and find the screwdriver,

trovi lo smalto per unghie e poi vada a cercare il cacciavite,

bring them together, put them into a box and deliver them to you.

metterli insieme in una scatola e consegnarli a voi.

So this is extremely difficult, and it requires grasping.

Questo è estremamente difficile e richiede comprensione.

So today, this is almost entirely done with humans.

Quindi oggi, questo viene fatto quasi interamente con gli umani.

And the humans don't like doing this work,

E agli umani non piace fare questo lavoro,

there's a huge amount of turnover.

il fatturato è enorme.

So it's a challenge.

Quindi è una sfida.

And people have tried to put robots

Le persone hanno provato a mettere dei robot

into warehouses to do this work.

nei magazzini per fare questo lavoro.

(Laughter)

(Risate)

It hasn't turned out all that well.

Non è andata molto bene.

But my students and I, about five years ago,

Ma io e i miei studenti circa cinque anni fa

abbiamo escogitato un metodo, utilizzando l’IA e il deep learning,

we came up with a method, using advances in AI and deep learning,

to have a robot essentially train itself to be able to grasp objects.

per far sì che un robot si addestrasse a essere in grado di afferrare oggetti.

And the idea was that the robot would do this in simulation.

L’idea era che il robot lo facesse in simulazione.

It was almost as if the robot were dreaming about how to grasp things

Era quasi come se il robot sognasse di afferrare le cose

and learning how to grasp them reliably.

e di imparare ad afferrarle in modo sicuro.

And here's the result.

Ed ecco il risultato.

Si tratta di un sistema chiamato DEX-net

This is a system called Dex-net

that is able to reliably pick up objects

che è in grado di raccogliere in modo affidabile gli oggetti

that we put into these bins in front of the robot.

che mettiamo in questi contenitori davanti al robot.

These are objects it's never been trained on,

Si tratta di oggetti su cui non è mai stato addestrato,

and it's able to pick these objects up

ed è in grado di raccoglierli

and reliably clear these bins over and over again.

e ripulire i bidoni in maniera affidabile più e più volte.

So we were very excited about this result.

Eravamo molto entusiasti di questi risultati.

And the students and I went out to form a company,

Così io e gli studenti abbiamo formato una società,

and we now have a company called Ambi Robotics.

e ora abbiamo una società chiamata Ambi Robotics.

And what we do is make machines that use the algorithms,

Ciò che facciamo è creare macchine che utilizzino gli algoritmi,

the software we developed at Berkeley,

il software che abbiamo sviluppato a Berkeley,

to pick up packages.

per raccogliere i pacchetti.

And this is for e-commerce.

È per l’e-commerce.

The packages arrive in large bins, all different shapes and sizes,

I pacchi arrivano in grandi contenitori, di diverse forme e dimensioni,

and they have to be picked up,

devono essere ritirati,

scanned and then put into smaller bins depending on their zip code.

scansionati e poi messi in contenitori più piccoli a seconda del codice postale.

We now have 80 of these machines operating across the United States,

Abbiamo 80 di queste macchine che operano negli Stati Uniti

sorting over a million packages a week.

e che smistano oltre un milione di pacchi a settimana.

Now that’s some progress,

Questo è un progresso,

but it's not exactly the home robot that we've all been waiting for.

ma non è esattamente il robot domestico che tutti stavamo aspettando.

So I want to give you a little bit of an idea

Quindi vorrei darvi un’idea

of some the new research that we're doing

delle nuove ricerche che stiamo facendo

to try to be able to have robots more capable in homes.

per cercare di avere robot che siano più capaci nelle case.

And one particular challenge is being able to manipulate deformable objects,

Una sfida in particolare è riuscire a manipolare gli oggetti deformabili,

like strings in one dimension,

come lacci a una dimensione,

two-dimensional sheets and three dimensions,

fogli bidimensionali e cose a tre dimensioni,

like fruits and vegetables.

come frutta e verdura.

So we've been working on a project to untangle knots.

Quindi stiamo lavorando a un progetto per sciogliere i nodi.

And what we do is we take a cable and we put that in front of the robot.

Quello che facciamo è prendere un cavo e metterlo davanti al robot.

Deve usare una camera per guardare in basso, analizzare il cavo,

It has to use a camera to look down, analyze the cable,

figure out where to grasp it

capire dove afferrarlo

and how to pull it apart to be able to untangle it.

e come separarlo per riuscire a districarlo.

And this is a very hard problem,

E questo è un problema molto difficile

because the cable is much longer than the reach of the robot.

perché il cavo è molto più lungo della portata del robot.

So it has to go through and manipulate, manage the slack as it's working.

Quindi deve esaminarlo e manipolarlo, gestire l’allentamento mentre funziona.

And I would say this is doing pretty well.

E direi che sta andando abbastanza bene.

It's gotten up to about 80 percent success

Ha raggiunto circa l′80% di successo

when we give it a tangled cable at being able to untangle it.

quando gli diamo un cavo aggrovigliato per riuscire a districarlo.

The other one is something I think we also all are waiting for:

L’altro è qualcosa che penso tutti noi stiamo aspettando:

robot to fold the laundry.

un robot che pieghi la biancheria.

Now roboticists have actually been looking at this for a long time,

Gli ingegneri robotici stanno esaminando la cosa da molto tempo,

and there was some research that was done on this.

e sono state fatte alcune ricerche in merito.

But the problem is that it's very, very slow.

Ma il problema è che è molto, molto lento.

So this was about three to six folds per hour.

Questo effettuava da tre a sei panni piegati all’ora.

(Laughter)

(Risate)

So we decided to to revisit this problem

Quindi abbiamo deciso di rivedere il problema

and try to have a robot work very fast.

facendo funzionare un robot velocemente.

Una delle cose che abbiamo fatto è stata

So one of the things we did was try to think

creare un robot a due braccia che potesse tirare la stoffa

about a two-armed robot that could fling the fabric

the way we do when we're folding,

come facciamo anche noi,

and then we also used friction in this case to drag the fabric

abbiamo anche usato l’attrito per trascinare il tessuto

e appianare le pieghe.

to smooth out some wrinkles.

And then we borrowed a trick which is known as the two-second fold.

Poi abbiamo preso in prestito un trucco noto come la piega in due secondi.

You might have heard of this.

Ne avrete sentito parlare.

It's amazing because the robot is doing exactly the same thing

È incredibile perché il robot fa esattamente la stessa cosa

and it's a little bit longer, but that's real time,

e ci vuole un po’ di più, ma è in tempo reale,

it's not sped up.

non è accelerato.

So we're making some progress there.

Quindi stiamo facendo dei progressi.

L’ultimo esempio è l’imbustamento.

And the last example is bagging.

So you all encounter this all the time.

Vi succede in continuazione.

You go to a corner store, and you have to put something in a bag.

Andate al negozio all’angolo e dovete mettere qualcosa in una busta.

Now it's easy, again, for humans,

È facile per gli umani

but it's actually very, very tricky for robots

ma in realtà è molto molto complicato per i robot

perché gli umani, sanno come prendere la busta

because for humans, you know how to take the bag

and how to manipulate it.

e come manipolarla.

But robots, the bag can arrive in many different configurations.

Ma per i robot, la busta può presentarsi in configurazioni diverse.

It’s very hard to tell what’s going on

È molto difficile capire cosa stia succedendo

and for the robot to figure out how to open up that bag.

per il robot e capire come aprire quella busta.

So what we did was we had the robot train itself.

Quindi quello che abbiamo fatto è stato far addestrare il robot da solo.

Dipingendo una delle buste con vernice fluorescente,

We painted one of these bags with fluorescent paint,

and we had fluorescent lights that would turn on and off,

e avendo luci fluorescenti che si accendevano e spegnevano,

and the robot would essentially teach itself how to manipulate these bags.

il robot praticamente si insegnava da solo a manipolare queste buste.

And so we’ve gotten it now up to the point

E così siamo arrivati al punto

where we're able to solve this problem about half the time.

in cui siamo in grado di risolvere questo problema circa la metà delle volte.

So it works,

Quindi funziona,

but I'm saying, we're still not quite there yet.

ma diciamo che non ci siamo ancora.

So I want to come back to Moravec's paradox.

Quindi vorrei tornare al paradosso di Moravec.

What's easy for robots is hard for humans.

Ciò che è facile per i robot è difficile per gli umani.

And what's easy for us is still hard for robots.

E ciò che è facile per noi è ancora difficile per i robot.

We have incredible capabilities.

Abbiamo capacità incredibili.

We're very good at manipulation.

Siamo molto bravi a manipolare.

(Laughter)

(Risate)

But robots still are not.

Ma i robot non lo sono ancora.

I want to say, I understand.

Voglio dire, capisco.

It’s been 60 years,

Sono passati 60 anni

and we're still waiting for the robots that the Jetsons had.

e stiamo ancora aspettando i robot che avevano i Jetson.

Why is this difficult?

Perché è così difficile?

We need robots because we want them to be able to do tasks that we can't do

Abbiamo bisogno dei robot affinché possano svolgere compiti che non sappiamo fare

or we don't really want to do.

o che non vogliamo fare.

But I want you to keep in mind that these robots, they're coming.

Ma voglio che teniate presente che questi robot stanno arrivando.

Just be patient.

Siate pazienti.

Because we want the robots,

Perché noi vogliamo i robot,

but robots also need us

ma anche i robot hanno bisogno di noi

to do the many things that robots still can't do.

per fare molte cose che i robot ancora non possono fare.

Thank you.

Grazie.

(Applause)

(Applausi)