Archivio per la categoria ‘singolarità’

Gli animali vengono spesso impiegati per aiutare l’uomo, grazie ai loro sensi raffinati. Nei terremoti per cercare i superstiti, per scovare esplosivi o sostanze illecite, o semplicemente per andare a tartufi. Questi sono solo alcuni esempi, ma la ricerca tecnologica si è sempre impegnata per carpire il segreto della sensibilità animale e poterlo riprodurre con mezzi meccanici. E’ il caso del bio-sonar dei pipistrelli, un sistema perfetto, ancora oggi studiato nei laboratori che cercano di migliorare i moderni sonar militari. Gli esempi offerti dalla natura sono innumerevoli.

Una soluzione per poter adoperare i sensi espansi degli animali arriva dalla neuroscienza. Collegando degli innesti direttamente al cervello degli animali, possiamo controllarne i movimenti con un radiocomando. In questo modo i cyber-animali possono essere usati per gli scopi più svariati, sfruttando tutta la loro potenza biologica.

Ma qual è il limite della sperimentazione? E’ un discorso delicato che suscita un vespaio etico.

Le immagini che seguono potrebbero urtare la vostra sensibilità. Siete avvertiti.

Nel 1964 il neuroscienziato Josè Delgado (scomparso il 15 settembre 2011) fece un esperimento pionieristico. Studiando il cervello si chiese se fosse possibile inibire la ferocia innata dei tori. Tramite un innesto di elettrodi nell’area del cervello responsabile dei movimenti e dell’aggressività dell’animale, il Professor Delgado trasmetteva segnali radio che potevano domare il toro. Ecco il risultato:

Il Dottor John Chapin studia il cervello dei topi da oltre vent’anni con lo scopo di creare un’interfaccia animale-macchina. Il risultato è il robot-topo radiocomandato. Stimolando i baffi destri  il topo gira a destra, stimolando quelli sinistri gira a sinistra. Il topo ha la libertà di scelta, ma se fa come gli viene ordinato riceve un impulso nella zona del cervello che stimola il piacere.

Ecco come funziona l’innesto:

Uno dei progetti più sensazionali degli ultimi anni viene dal DARPA: gli insetti-spia radiocomandati. Ho tradotto la spiegazione del programma HI-MEMS direttamente dal loro sito. Lascio a voi ogni commento…

HYBRID INSECT MICRO ELECTROMECHANICAL SYSTEMS (HI-MEMS)

Le api sono state addestrate per localizzare mine e armi di distruzione di massa attraverso il loro olfatto. Il programma Hybrid Insect Micro Systems (HI-MEMS) è volto a sviluppare la tecnologia per fornire il controllo sulla locomozione degli insetti, così come le redini sono necessarie per un efficace controllo della locomozione di un cavallo.

Le tecnologie derivate da HI-MEMS permeteranno molte funzionalità robotiche a basso costo, impattando lo sviluppo dei sistemi di difesa autonomi del futuro. La realizzazione dei cyborg fornirà piattaforme compatte che utilizzeranno sistemi biologici altamente efficienti, sviluppati nel corso di milioni di anni di evoluzione. Le piattaforme HI-MEMS estenderanno la durata e miglioreranno la capacità delle missioni microrobotiche, grazie all’efficienza combinata dell’accumulo di energia biochimica (grasso) e bio-attuatori (muscoli) rispetto al metodo tradizionale di conservazione di energia chimica (batteria) e attuatori (motori).

La tecnologia di base sviluppata in questo progetto servirà anche come strumento biologico per capire e controllare lo sviluppo degli insetti, aprendo nuovi orizzonti nella nostra comprensione dello sviluppo dei tessuti e fornendo nuovi percorsi tecnologici per sfruttare i sensori naturali e la generazione di energia degli insetti.

Il programma HI-MEMS è finalizzato allo sviluppo di interfacce strettamente collegate tra macchine-insetti collegando carichi elettronici ai muscoli o ai sistemi neurali durante le prime fasi della metamorfosi. Dal momento che la maggior parte dello sviluppo dei tessuti negli insetti si verifica nelle ultime fasi della metamorfosi, la crescita dei nuovi tessuti attorno al MEMS tenderà a guarire formando un’affidabile e stabile interfaccia tessuto-macchina.

Lo scopo dell’innesto MEMS sarà quello di guidare la locomozione dell’insetto, determinare la sua posizione ed estrarre l’energia per gestire i sistemi elettronici.

Il controllo della locomozione degli insetti sarà studiato usando diversi approcci, come l’eccitazione elettrica diretta muscolare, la stimolazione elettrica dei neuroni, la stimolazione elettromeccanica delle cellule sensoriali degli insetti e la presentazione di stimoli ottici con presentazioni visive micro-ottiche. Anche l’estrazione di energia sarà studiata usando diversi approcci, compresi i convertitori termo-elettrici, generatori risonanti piezoelettrici e magnetici e raccoglitori di energia a banda larga non risonanti.

Le ultime notizie che ho trovato riguardo il progetto HI-MEMS risalgono al 2009. Forse gli insetti-spia ci stanno già osservando. Maledette zanzare!

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Dopo altre settimane di silenzio mi faccio risentire. Spero che questa sia la volta buona per garantire una continuità produttiva su postumano.

Scusatemi, ma come vi ho già spiegato la mia assenza dal cyberspazio è dovuta principalmente a degli impegni su più fronti.

Ogni volta che rimando un post mi sale l’angoscia. Basta. Ricominciamo adesso. Con una data simbolica: 11/11/11.

Vi propongo un articolo che ho scritto per il magazine di tecnologia T3, con cui collaboro da qualche mese.

Parlo della scuola del futuro. Ve lo consiglio perché in questo momento storico abbiamo bisogno di risorgere e forse la rivoluzione deve cominciare proprio dall’istruzione e dall’educazione che diamo alle nuovissime generazioni.

Quando ho capito qual è lo scenario che si prospetta nei paesi tecnologicamente più avanzati sono rimasto a bocca aperta. Avrete molto su cui discutere!

Parlerò di questo argomento anche sabato a Verissimo (Canale 5) e in parte anche domenica sera a Lilit (Rai Tre).

Scuola 2.0

L’Italia, il bel paese, il rinascimento, il genio dell’arte e dello stile, la profonda cultura radicata nelle antiche cittadine con le architetture stratificate appartenenti a differenti epoche storiche. Lo spirito della tradizione accademica e la qualità delle nostre scuole, delle Università arcaiche e prestigiose, delle immense e preziose biblioteche.

Ma siamo sicuri che sia ancora così importante perpetrare il classico programma di studi adottato dai nostri sistemi scolastici? Nell’era dell’informazione istantanea, dove il web sopperisce ogni lacuna intellettiva, non rischiamo di rimanere indietro, ingolfati da un sistema superato? In che modo dovremmo aggiornarci? Come sarà la scuola del futuro?

Per rispondere a queste domande bisogna guardare la direzione presa dagli altri paesi e individuare il sistema più efficiente. È inevitabile notare come l’oriente stia crescendo ininterrottamente ormai da una ventina d’anni, sia come potenza economica che nell’espansione della sua influenza culturale a livello mondiale. Giappone, Cina e Corea del Sud sono le “tigri asiatiche” che vivono nel rinascimento tecnologico.

Proprio nella Corea del Sud è in corso il più innovativo e visionario programma di sviluppo educativo che prevede l’utilizzo massiccio di insegnanti robot. Avete capito bene. Insegnanti robot. Il progetto vorrebbe introdurre i sistemi didattici automatici a qualsiasi livello di istruzione. Il periodo di sperimentazione, durato diverse settimane, ha avuto talmente successo che entro il 2013 tutti gli asili e le classi elementari usufruiranno di un insegnante non umano.

Inizialmente verranno impiegati come istruttori di inglese, una professione che altrimenti richiederebbe docenti stranieri. Le lezioni vengono precaricate nel robot, oppure possono essere svolte in streaming live, grazie alla telepresenza di un professore collegato a distanza. Dunque gli insegnanti umani non spariranno subito, ma verranno affiancati dai robot che serviranno come loro assistenti.

Gli insegnanti robot sono già utilizzati in Giappone. Anche se hanno ancora delle forti limitazioni, in poco tempo riusciranno a sviluppare delle capacità impensabili per gli insegnanti umani. Possono discutere qualsiasi materia umanistica e scientifica, hanno un proiettore per le immagini e la telepresenza, permette ai genitori di osservare i propri figli mentre sono in classe, ma non solo. Si possono chiamare “ospiti” e divulgatori per interagire direttamente con gli studenti in aula.

Sono usati anche come baby-sitter nei centri commerciali. La mamma registra il bimbo, lo affida al robot, va a fare la spesa e lo ritira all’uscita. Può sempre dare una sbirciatina e parlare con il figlio attraverso la telecamera e lo speaker del robot.

Ad oggi in Corea i robot sono utilizzati in 500 asili, ma entro il 2013 verranno impiegati in 8000 asili e classi elementari.

L’intento è anche di entusiasmare i ragazzini nei confronti della robotica, abituarli alla convivenza con le macchine intelligenti e invogliarli ad intraprendere una carriera ingegneristica nel campo della progettazione di nuovi robot.

Ma i bambini come hanno reagito di fronte ad una maestra robot? Benissimo. Si sentono più liberi e sereni. Sono completamente a proprio agio quando si interfacciano con un device che assomiglia ad un giocattolo. Non sono intimiditi da un adulto, hanno meno paura di commettere degli errori e l’apprendimento risulta più facile, naturale e divertente. Non dimentichiamoci inoltre che i robot hanno una pazienza infinita e una conoscenza enciclopedica di ogni materia.

Possiamo anche sorridere, ma state certi che molti altri paesi adotteranno lo stesso sistema. L’era dei robot potrebbe equivalere alla rincorsa spaziale degli anni ’60. Ci sono troppi interessi. E la Corea del Sud non scherza. Il loro ministero dell’istruzione scientifica e tecnologica ha annunciato un investimento di 2 miliardi di dollari per digitalizzare entro il 2015 tutti i libri scolastici. Non sarà solo un risparmio di carta, ma un modo completamente nuovo di studiare. Gli allievi potranno godersi i loro nuovi libri digitali interattivi, completi di ogni documento multimediale. Avranno accesso ovunque al wifi e al sistema di cloud computing della scuola per condividere con gli altri I propri progressi attraverso i forum e le chat.

Nella scuola 2.0 il libro non esisterà più. Non servirà più. Le informazioni saranno scelte individualmente dagli studenti che, guidati dai professori, collegheranno a piacere varie fonti, in modo da delineare un arazzo dettagliato e appassionante della materia che stanno studiando. Verranno premiati i collegamenti  e le condivisioni migliori, così da promuovere un lavoro collettivo.

Già adesso usiamo questo sistema quando navighiamo in rete. Saltando da un link all’altro il tempo vola. Pensate cosa significherebbe riuscire ad entusiasmare lo studente nella stessa maniera, anche quando esegue una ricerca sulla biologia molecolare… Questa sarà la grande rivoluzione dell’istruzione digitale.

Daniele Bossari

Immaginate uno sciame di microrobot spessi quanto un capello che nuotano attraverso i vasi sanguigni per riparare eventuali danni interni, o che sfrecciano nei chip dei computer per formare un blocco di sicurezza, o che saldano rapidamente il tessuto cardiaco lacerato. I ricercatori della University of California, Berkeley, Dartmouth College, e la Duke University hanno dimostrato come utilizzare un singolo segnale elettrico per comandare un gruppo di microrobot in grado di auto-assemblarsi in strutture più grandi. I ricercatori sperano di usare questo metodo per costruire tessuti biologici.

Finora il movimento delle minuscole macchine era generato attraverso dei campi magnetici. In questo modo piccoli oggetti potevano essere “spinti” anche all’interno dei vasi sanguigni. Ma per generare il giusto campo magnetico erano richieste complesse configurazioni di bobine e componenti specifici, rendendo difficile al robot lo svolgimento di un compito.

Bruce Donald, docente di informatica e biochimica presso la Duke, ha utilizzato un approccio diverso, sviluppando un microrobot che risponde al potenziale elettrostatico ed è alimentato dalla tensione generata da una superficie elettricamente organizzata. Il professore e il suo team hanno dimostrato che sono in grado di controllare un gruppo di questi microrobot per creare forme di grandi dimensioni. Riescono a farlo modificando il design dei singoli robot, in modo che ognuno risponda a porzioni di tensione con un’azione diversa, comportandosi proprio come uno sciame intelligente. Gli algoritmi di un computer variano la sequenza di tensione, spingendo i robot a muoversi in modo complesso.

“Una buona analogia è che abbiamo multiple auto telecomandate, ma solo un trasmettitore”, spiega Igor Paprotny, uno scienziato dell’Università di Berkeley e uno dei ricercatori a capo di questo progetto, presentato la scorsa settimana. Durante il suo intervento, ha mostrato una scatolina che conteneva una minuscola e sottilissima lastra grande quanto un’unghia. Su di essa c’erano più di 100 microrobot!

“L’alimentazione dei robot elettrostatici è fornita attraverso una serie di elettrodi montati direttamente sui microrobot”, dice Jason Gorman, un ricercatore di robotica nella Divisione Sistemi Intelligenti al NIST. “Per questo sono così compatti. Ognuno è lungo 120 micrometri. Possono essere addirittura incorporati all’interno di altre cose, come i chip dei computer. Nella prima fase ci siamo impegnati per riuscire a controllare un singolo robot in una zona predefinita su un substrato, ma per le applicazioni più interessanti bisogna controllare gruppi di robot, come una colonia di formiche.

Finora, Paprotny è stato in grado di controllare fino a quattro robot in una sola volta. Il progetto successivo è quello di adattare il setup in un ambiente liquido, in modo che i microrobot siano in grado di assemblare componenti di tessuto biologico secondo modelli che imitano la natura.

“Stiamo cercando di trovare dei modi di auto-assemblaggio di unità dei tessuti“, dice Ali Khademhosseini, professore associato presso l’Ospedale Brigham and Women’s presso la Harvard Medical School e uno specialista in ingegneria dei tessuti, che sta collaborando con Paprotny. “Nel corpo, i tessuti sono organizzati in modo gerarchico. Le unità si ripetono più e più volte per generare strutture di tessuto più grande”. Il tessuto muscolare, per esempio, è composto da piccole fibre, mentre il tessuto del fegato ha una forma esagonale che si ripete. Possiamo provare a combinare le cellule con diversi materiali nei sistemi di microfabbricazione, per creare strutture assemblate utilizzando le tecniche sviluppate da Igor.”

Il professore immagina squadre di robot che lavorano in parallelo trasportando cellule e gel per fabbricare diverse parti di un tessuto. “Possiamo usare i robot per l’assemblaggio. Le cellule, una volta combinate, si staccano dai robot, e si riorganizzano ulteriormente diventando indistinguibili dal tessuto naturale“. Inizialmente verranno create piccole porzioni di tessuti cardiaci, e in seguito i muscoli e le valvole, per assemblare poi il tutto in un cuore intero. Completamente creato dai microrobot.

Ecco i microrobot in azione. Bruce Donald spiega in modo chiaro il loro funzionamento. Il video risale alle prime sperimentazioni:

In un uso reale del paradosso teoretico del gatto di Schrödinger, alcuni ricercatori hanno dichiarato di essere stati in grado di trasferire istantaneamente una serie complessa di informazioni quantistiche, preservando la loro integrità! Le informazioni, sotto forma di luce, sono state manipolate in modo tale da esistere in due stati differenti simultaneamente. Sono state distrutte in un punto e ricreate in un altro. La nuova sensazionale scoperta è un passo in avanti fondamentale verso la costruzione di computer quantistici sicuri ed efficaci.

Nessun felino è stato sacrificato per la realizzazione di questo esperimento :-). Sono stati usati pacchetti d’onda di luce in uno stato di sovrapposizione quantica, cioè che esiste in due diverse fasi contemporaneamente. Questo fenomeno è descritto nell’esperimento mentale di Erwin Schrodinger, in cui un gatto è contemporaneamente vivo e morto, a seconda dello stato di una particella subatomica.

In questo nuovo esperimento, i ricercatori di Australia e Giappone sono stati in grado di trasferire l’informazione quantistica da un luogo all’altro senza doverla spostare fisicamente. E ‘stata distrutta in un posto e istantaneamente risorta in un altro, “viva” come prima e immutata. Questo è un enorme passo in avanti, visto che gli esperimenti di teletrasporto precedenti erano molto lenti e causavano la perdita di alcune informazioni.

Il team ha utilizzato una serie sbalorditiva di tecniche di manipolazione quantistica per raggiungere questo obiettivo. La foto sopra ritrae il loro dispositivo, soprannominato Teleporter, nel laboratorio di Akira Furusawa presso l’Università di Tokyo.

I risultati aprono la strada alla trasmissione di informazioni ad alta velocità ed alta fedeltà, secondo Elanor Huntington, professoressa presso l’Università di New South Wales in Australia, che faceva parte dello studio. “Se siamo riusciti a fare questo, possiamo realizzare praticamente qualsiasi forma di comunicazione attraverso la tecnologia quantistica”, ha detto in un comunicato stampa.

Huntington ha spiegato il funzionamento dei computer quantistici: “Invece di utilizzare gli uno e gli zero, i computer quantistici memorizzano i dati come qubit, che rappresentano uno e zero simultaneamente. Questa sovrapposizione consente ai computer di risolvere problemi multipli contemporaneamente. Questo nuovo e più veloce processo di teletrasporto permette agli scienziati di spostare blocchi di “informazione quantistica” all’interno di un computer o attraverso un network.”

Per capire l’eccezionale importanza dell’obiettivo raggiunto da questi scienziati, bisogna sottolineare che solo pochi anni fa la manipolazione controllata di oggetti quantistici era considerata impossibile…

I risultati sono stati pubblicati ieri sulla rivista Science.

Una donna paralizzata riesce ancora a controllare il cursore sul monitor di un computer con i suoi pensieri, 1000 giorni dopo aver impiantato un minuscolo dispositivo elettronico nel suo cervello. La realizzazione dimostra per la prima volta l’affidabilità degli impianti cervello-macchina.

La donna, a cui i ricercatori si riferiscono con lo pseudonimo S3, ha avuto un ictus a metà degli anni ’90 che le ha causato una paralisi di tutti e quattro gli arti e delle corde vocali.

Nel 2005, i ricercatori della Brown University in Providence, Rhode Island, il Providence VA Medical Center e il Massachusetts General Hospital di Boston hanno impiantato un minuscolo apparato di elettrodi di silicio nel cervello di S3, per aiutarla a comunicare meglio con il mondo esterno.

Il chip fa parte del sistema BrainGate, che include una combinazione di hardware e software per riconoscere e guidare i segnali elettrici direttamente provenienti dai neuroni del cervello adibiti al movimento.

Gli elettrodi decodificano questi segnali  permettendo così alle persone paralizzate di controllare strumenti esterni come computer, sedie a rotelle e arti bionici.

In uno studio appena pubblicato, i ricercatori dicono che nel 2008 (1000 giorni dopo l’impianto) S3 ha dimostrato l’affidabilità e la resistenza dell’innesto eseguendo due differenti esercizi “punta e clicca”, semplicemente pensando di muovere il cursore con la sua mano.

Il primo compito consisteva nel riuscire a muovere il cursore verso degli obiettivi su una circonferenza, selezionandone uno alla volta. Il secondo esercizio richiedeva la capacità di seguire e cliccare dei bersagli che si muovevano sullo schermo.

L’obiettivo dei ricercatori era di dimostrare la durabilità effettiva di questi impianti, consapevoli del fatto che i risultati sono più che incoraggianti. Non si vede traccia di incompatibilità tra i chip e i neuroni. Anzi, visto che nel frattempo la tecnologia si è evoluta, i prossimi sistemi impiantati nel cervello saranno ancora più sensibili e performanti.

Ancora una volta torniamo alle sperimentazioni di Kevin Warwick, il motivo che mi ha spinto ad aprire questo blog…

Un veloce aggiornamento per segnalarvi l’ingresso ufficiale del del nostro blog all’interno del Network dei Transumanisti Italiani. Per maggiori info potete cliccare sul logo che trovate nella colonna a sinistra.

Leslie Valiant, uno scienziato informatico e professore all’università di Harvard, è il vincitore del Turing Award, considerato il premio Nobel dell’informatica. Il suo lavoro è risultato fondamentale per lo sviluppo dell’intelligenza artificiale delle macchine.

Il presidente dell’ Association for Computing Machinery (ACM) Alain Chesnais ha dichiarato: “le realizzazioni di Leslie Valiant negli ultimi 30 anni hanno fornito la base teorica per i progressi nel campo dell’intelligenza artificiale e hanno portato a risultati straordinari per la teoria dell’apprendimento della macchina. (…) La sua profonda visione informatica, matematica e di teoria cognitiva sono state combinate con altre tecniche per costruire forme moderne di apprendimento automatico e di comunicazione, come ad esempio Watson di IBM, che hanno permesso a sistemi informatici di rilevare la capacità di un essere umano di rispondere alle domande”.

Alfred Spector, vicepresidente Google, ha detto: “Il suo concetto geniale e brillante di ricerca ha avuto un ampiezza incredibile, grazie agli studi del professore si è arrivati ad innovazioni nel campo del machine learning, un settore di crescente importanza in molti utilizzi del computing”. Google, infatti, sta applicando alcune ricerche del professor Valiant per un’applicazione per smartphone che traduce le chiamate vocali tra inglese e spagnolo in tempo reale.

Valiant sarà premiato il 4 giugno con una cerimonia a San Jose e riceverà un assegno di 250.000 dollari da Intel e Google per i suoi progetti. Il rapporto del professore con le “macchine pensanti” dura da decenni. Nelle sue ricerche si è dedicato a cercare di capire come poter far imitare ai computer il pensiero e il processo di ragionamento umani. Il suo lavoro permetterà ai robot e agli androidi di diventare sempre più simili ai replicanti di Blade Runner…