tratto da repubblica.it

*****

Arriva l'occhio robotico l'ultima frontiera del biotech

I nuovi ibridi bio-artificiali per curare la vista o l'udito imitano
il funzionamento del cervello

Su "Le Scienze": la collaborazione sempre più stretta ed efficace tra
computer e natura

di ELENA DUSI

ROMA - Naturale e artificiale. Due mondi che anziché contrapporsi si
strizzano l'occhio e all'occorrenza si danno una mano a vicenda. Un
esempio fra i più stupefacenti: i chip elettronici che aiutano a
combattere i difetti della vista, dell'udito o a muovere gambe o
braccia artificiali. Ma anche i minuscoli circuiti integrati fatti di
neuroni animali al posto del silicio, dove sono le cellule nervose
stesse a inviare segnali elettrici - è un esempio fra tanti - a un
simulatore di pilotaggio di un jet F-22. Di ibridi bio-artificiali
parla il numero di "Le Scienze" in edicola oggi con il servizio di
copertina: "Verso l'occhio artificiale". Di cosa parliamo
esattamente? "Di sistemi elettronici compatti ed efficienti che,
imitando il funzionamento del cervello, potrebbero produrre retine di
silicio e restituire la vista, di occhi robotici e altri sensori
intelligenti".

Velocissimi i circuiti di silicio. Efficiente, economico ed
estremamente ridotto in termini di spazio il cervello umano, capace
anche di uscire dagli schemi e dar vita a un ragionamento creativo. È
normale che gli scienziati abbiano cercato di unire i vantaggi del
computer e quelli del cervello umano. "La natura riesce a risolvere
problemi complessi in maniera brillante" spiega Stefano Nolfi,
ricercatore dell'Istituto di scienze e tecnologie della cognizione
del Consiglio nazionale delle ricerche. "Noi cerchiamo di copiarne le
strategie utilizzando i sistemi artificiali che abbiamo a
disposizione".

Gli stessi neuroni, le cellule del cervello, oggi sono disponibili
anche in versione silicio. "Si tratta di normali chip di computer -
spiega Nolfi - che funzionano secondo il sistema binario eccitazione-
non eccitazione. Ogni neurone artificiale invia impulsi ad altri
neuroni. E il tipo di legame, forte o debole, positivo o negativo, è
caratterizzato da una cifra che varia man mano che i neuroni inviano
o ricevono impulsi fra loro".

I primi modelli di contaminazione uomo-robot risalgono all'inizio
degli anni '80. Oggi la nuova frontiera è costruire macchine capaci
di interagire con l'ambiente: che sappiano cioè muoversi,
riconoscere, discriminare e prendere decisioni. Gli arti meccanici
sono una delle più diffuse. Anche dopo che un arto è stato amputato,
il cervello continua a inviare segnali elettrici per comandarne il
movimento. La strategia degli scienziati è sostituire l'arto naturale
assente con uno artificiale capace di leggere i segnali inviati dal
cervello. "Il problema - spiega Nolfi - è interpretare correttamente
i segnali inviati dal cervello. La mappa delle nostre terminazioni
nervose è frutto di un apprendimento che va avanti fin dalla nascita.

In questo, il braccio artificiale deve ricominciare da zero e ha
bisogno di un'interfaccia capace essa stessa di apprendere. Quando il
cervello invia un determinato impulso, quale movimento si aspetta che
faccia il braccio o la gamba? All'inizio le risposte saranno
imprecise. Ma l'interfaccia che si trova tra le terminazioni nervose
e le membra artificiali è formata sul modello delle reti neurali, ed
è in grado di apprendere passo dopo passo le richieste che arrivano
dal cervello". Codificare le informazioni sensoriali che provengono
dal cervello e tradurle in movimento. O quelle che arrivano da un
organo esterno danneggiato (vista e udito in primis) e tradurle in
impulsi nervosi che viaggino verso la nostra testa sono in fondo due
modi diversi di percorrere la stessa strada. Quel ponte che unisce le
due sponde della natura e della robotica.

(1 agosto 2005)

*****