Implementazione di una piattaforma per Embodied Agent

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1 FACOLTÀ DI SCIENZE MATEMATICHE FISICHE E NATURALI CORSO DI LAUREA SPECIALISTICA IN TECNOLOGIE INFORMATICHE ANNO ACCADEMICO 2003/04 TESI DI LAUREA Implementazione di una piattaforma per Embodied Agent CANDIDATO Diego Colombo RELATORI Prof.ssa Maria Simi CONTRORELATORE Prof. Franco Turini Dott. Antonio Cisternino

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3 Ringrazio tutta la mia famiglia (anche quella allargata ), Alessia, Mushra, Lilla, Ugo, Il Maestro C-Sternino, Daniele Picciaia, Giorgio Ennas, Francesco Romani, Gennaro, Lucciolone, Nonno Marco, Spazio, Marco Combetto (MarcoSoft), gli amici che mi hanno aiutato ad arrivare fino in fondo, Nathan Fish, Mr. TechEd, il teletrasporto di Startrek, la Coca Cola, Gundam, George Lucas, chi mi sopporta e mi dovrà sopportare. Dedicato a Jacques, Fofo, Liliana, Gargia, Emo, Benzina ed a colui che null altro è se non l amor che move il sole e tutte l altre stelle. Che sempre possa essere tutto giusto e perfetto.

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5 1 Introduzione e definizioni Introduzione Agenti e definizioni Memoria Agenti autobiografici ed agenti sociali Società, cultura ed intelligenza Processo di Embodiment Embodiment Software (o virtuali) Embodiment Fisico On-World, In-World e BodyImage Corpo ed apprendimento Emozioni e comportamento Tecnologie e supporti Microsoft.NET Framework e C# Custom Attribute Performance Counter XML, serializzazione e configurazione Serializzatore XML Il file di configurazione XML Web Services e crypto service Microsoft.NET Remoting AppDomain, Boundaries e Proxy MarshalByRef e ContextBoundObject Infrastruttura, serializzazione ed Hosting Una nota sulla classe Process e sulle finestre di WindowsForms Microsoft Message Queue PInvoke ACS (Annotated C Sharp) ER1 Interface DirectX DirectShow DirectSound OpenCV ExoCortex.DSP NDIS, Miniport e Windows Driver Development Kit Il progetto R2D Design del sistema Architettura Vision Audio Self Sensing Network

6 4.2.5 Motion Skin BodyMap Base di conoscenza, simulazione, sogno e pianificazione Piattaforma ad agenti Anatomia del sistema software AgentBase AgentBroker e MessageDispatcher Messaggi, comunicazione e CustomAttribute BodyMap NodeAgent Geni, Memi ed Evoluzione Moduli ed Interfacce Moduli e componenti Brain Networking Audio Vision Obstacle Avoidance Home Agent Interfacce Chat, ed Instant messaging Ink Gesture Voice Test Simple Roaming NetTest Conclusioni Appendice Bibliografia

7 1 Introduzione e definizioni Introduzione e definizioni 1.1 Introduzione Il lavoro di tesi si inquadra all interno di un progetto finanziato da Microsoft su sistemi Embedded, finalizzato alla realizzazione di una piattaforma sperimentale per embodied agents. La piattaforma è costituita da hardware 1 e da un sistema software che offre accesso ai suoi servizi. Da qui infatti parte l idea di voler dare un corpo fisico alla piattaforma ed un look che fosse facilmente accettabile dall utenza che con esso si troverà ad interagire. La scelta doveva essere accattivante e di facile costruzione per cui abbiamo optato per dare al nostro robot le sembianze del droide R2D2 della celebre saga di George Lucas: Star Wars. In realtà la struttura a pendolo del droide, anche se di facile realizzazione come requisiti tecnologici, ha richiesto molte strutture di controllo ed accorgimenti per rendere sicura e stabile l architettura meccanica. E stato scelto di dotarlo anche della possibilità di cambiare la propria configurazione, come avviene sul grande schermo, e ne analizzeremo in seguito le motivazioni e le implicazioni. Il fatto che comunque il suo look sia noto e già visto in azione rende meno drastico l inserimento del nostro robot all interno di un contesto ad alta interazione uomo macchina. In questo primo capitolo daremo tutte le definizioni necessarie ad inquadrare il contesto e la terminologia che in seguito svilupperemo. Nel secondo capitolo daremo più dettagli circa il fatto di fornire ad un agente software un corpo e quali sono le implicazioni ed i vantaggi che questo comporta. Il terzo capitolo è dedicato ad introdurre ed illustrare le tecnologie utilizzate per la costruzione della piattaforma in 1 Per hrdware intendiamo tutto ciò che é solido, non solo la componentistica per PC - 1 -

8 Implementazione di una piattaforma per Embodied Agent oggetto mentre nel quarto discuteremo l architettura del sistema R2D2 (d ora in avanti faremo spesso riferimento al robot con tale sigla). Il possedere o meno un corpo introduce nel sistema una serie di aspetti e problematiche che sono di enorme interesse sia per il settore dell intelligenza artificiale che per il settore della vita artificiale. Proprio quest ultimo ha svolto un ruolo di assoluto rilievo nello studio e nella valutazione dell embodiment tentando di avvicinare i propri modelli a quelli biologici per individuare il meccanismo con cui i concetti emergono, di come la struttura sociale sia instaurata su basi di comunicazioni fisiche. Soprattutto gli agenti sociali (di cui ne daremo a breve una definizione) basano la propria esistenza e funzionalità sulle strutture sociali con cui interagiscono, che sono comprensibili al sistema e da esso instaurabili. In questa tesi accenneremo solamente all intelligenza sociale ed alle strutture di controllo, che però rendono ancora più interessante il mondo degli agenti dotati di corpo. Non è raro poter osservare robot al giorno d oggi, alcuni colossi industriali giapponesi stanno introducendo nel mercato nuovi giocattoli 2 largamente autonomi. In manifestazioni come RoboCup [RoboCup] si possono vedere robot giocare a calcio, ma spesso il fatto di essere robot può non bastare a definire un embodied agent. In molte architetture presentate alla manifestazione si possono rilevare elementi di controllo generale, o di percezioni condivise (come una singola telecamera che riprende la scena ed informa tutti i membri della squadra) o di meccanismi di orchestrazione centralizzati. Tali elementi non rendono perfettamente autonomi gli agenti, annullano la necessità di comunicazioni peer to peer, ma soprattutto rendono omogenee le percezioni e minime le comunicazioni fisiche. Fatto ancor più rilevante è che i protagonisti di robocup non interagiscono con gli esseri umani, ma solo col mondo della competizione. Di per sé questo può non sembrare un elemento rilevante, ma quando due macchine interagiscono fra loro lo fanno alla 2 Attualmente vengono chiamati giocattoli o elettrodomestici, ancora non esiste la cultura sociale per definire il robot che entra in casa ed interagisce con la famiglia, ed è proprio quello che SONY ed HONDA stanno tentando di costruire tramite l immissione nel mercato dei propri prodotti di robotica

9 Introduzione e definizioni velocità delle macchine, cosa che comporta l introduzione del calcolo in tempo reale 3, mentre il mondo degli esseri umani è molto più sfumato da questo punto di vista per cui vengono collassati molti vincoli di real time (inteso in senso stretto). Che nell interazione con l uomo certi vincoli di tempo reale si assottiglino lo dimostra anche la scelta commerciale della Evolution Robotics [ER], azienda che produce e commercializza un kit per robotica denominato ER-1. Fondamentalmente ER-1 è composto da una batteria, un controllo motori, una coppia di motori passo passo, una telecamera ed una serie di profilati di alluminio con cui assemblare i propri robot; tutto l hardware è interfacciato tramite USB ad un portatile (non fornito nel kit) che monti sistemi operativi Microsoft. Windows XP non è assolutamente un sistema operativo real time (l unico prodotto da Microsoft è il CE.NET 4.2), tuttavia il robot riesce ad avere interazioni con l ambiente e gli esseri umani senza grossi problemi. In realtà il sistema passa a lavorare in tempo reale a più basso livello grazie alla scheda di controllo di ER-1 e vedremo più avanti come anche la nostra soluzione in realtà sposti le problematiche di controllo macchina rendendole invisibili allo sviluppatore. Essere un embodied agent vuol dire usare il proprio corpo per percepire il mondo ed attuare i propri piani, nel secondo capitolo vedremo il corpo proprio sotto questo punto di vista, come se fosse esso stesso la funzione con cui l agente percepisce (o forse sarebbe meglio dire comprende) il mondo di cui fa parte. In effetti due individui con corporatura diversa percepiscono l ambiente in cui si trovano grazie alle percezioni che il loro corpo invia al cervello, percezioni che sono in maniera mediata rendendo così la fase di acquisizione dati altamente soggettiva, dipendente dalla conformazione dell individuo che la effettua. 3 Il calcolo in tempo reale (o real time) si suddivide principalmente in due categorie : soft e hard. Un sistema soft real time è tenuto ad effettuare una computazione entro determinati quanti di tempo, allo scadere dei quali viene lasciato tutto perché il risultato è ritenuto inattendibile, mentre un sistema hard real time deve garantire la risposta agli interrupt con precisioni < 1 msec

10 Implementazione di una piattaforma per Embodied Agent 1.2 Agenti e definizioni Innanzi tutto è necessario introdurre il concetto di agente. Anche se ne esistono molte definizioni e molte specie, possiamo fare riferimento a quanto scritto da Russell e Norvig in Artificial Intelligence a Modern Approach [RusNor95, pag. 33]: An agent is anything that can be viewed as perceiving its environment through sensors and acting upon that environment through effectors. Oltre questo c è da dire che quando parleremo di agenti faremo riferimento ad entità software (a prescindere dal livello del linguaggio usato per implementarlo) come definito in [CIST]: AGENTE : Un agente è un software situato in un ambiente dal quale riceve delle percezioni ed è in grado di modificarlo attraverso i suoi effettori; è in grado di reagire in un tempo ragionevole ai cambiamenti dell ambiente. È autonomo in quanto in grado di modificare il proprio comportamento in base all esperienza accumulata. Infine è capace di comportamenti sociali interagendo con altri agenti. Useremo tale definizione perché quella fornita da Russell e Norvig (ma anche quelle di altri colleghi) non riescono a ben definire la differenza tra un programma ed un agente, mentre con quella da noi adottata emergono quattro aspetti fondamentali: l autonomia, la socialità, l esperienza ed il tempo di reazione. Per quanto riguarda l autonomia dovremo riprendere più avanti il discorso perché un agente può essere (come nel nostro caso) composto a sua volta da un insieme di agenti e software più o meno autonomi pur dimostrando a macro livello una decisa autonomia di comportamento. Più avanti inizieremo ad aggiungere definizioni e categorie di agenti, anche se queste diversificazioni dovranno essere intese non in modo assoluto, poiché gli aspetti di caratterizzazione renderanno a volte persino impossibile tracciare in modo netto una linea di demarcazione Memoria Per memoria non si intende il concetto puramente informatico del termine, ma la memoria dal punto di vista biologico

11 Introduzione e definizioni L uomo durante la propria esistenza immagazzina concetti, nomi, colori, sensazioni, colleziona esperienza. Ma non è possibile definire con precisione le aree in cui risiedono le informazioni e nemmeno esiste un modello formale dell atto del ricordare. Le strutture sociali che gli animali instaurano e, nel caso umano, fanno evolvere, evidenziano l esistenza di due livelli, o tipologie, di memoria: Memoria individuale Memoria condivisa o Cultura sociale. La memoria è stata spesso contrapposta alla conoscenza, quest ultima ha avuto un ruolo importante nel panorama scientifico tanto da far nascere l ingegneria della conoscenza ed i sistemi esperti. Esistono esperimenti con sistemi che tentano di estrarre conoscenza dalla cultura enciclopedica [DOU]. Brooks[Brooks85] e la comunità A-Life nel loro modo di procedere sacrificano totalmente la componente memoria per architetture basate su comportamenti e reazione, eliminando anche la fase di manipolazione simbolica. Il lavoro di questo settore si rivolge prevalentemente al mondo dei robot dove la logica del comportamento è modellata in termini hardware, cioè collegamenti tra componenti elettroniche, sensori e motori. Un approccio che si è rilevato interessante ma, al contempo, estremamente inflessibile e privo di generalità. Fino ad ora il panorama della ricerca in questo senso è stato diviso tra l approccio A- Life o A-Intelligence, tra il comportamentale, il reattivo e la conoscenza, esistono architetture ibride che riescono a fondere il meglio dei due approcci ma ancora manca un elemento chiave: la memoria. Negli ultimi anni è nato molto interesse verso i sistemi cognitivi, architetture in grado di estrarre conoscenza dall esperienza e creare memoria: in grado di conoscere. Per questo molto si è attinto agli studi in scienze cognitive, psicologia, biologia e neurologia, per trovare quale modello dovesse essere usato per modellare la memoria. Molto spesso i database hanno influenzato il design di questo componente che ha necessità di memorizzare e recuperare informazioni, quindi si è formata l idea di un modulo di memorizzazione che contiene i concetti e le - 5 -

12 Implementazione di una piattaforma per Embodied Agent loro rappresentazioni, cosa che ha introdotto problematiche di codifica e di indicizzazione. Quindi la necessità di un meccanismo che sia in grado di recuperare ciò che si è memorizzato sotto un determinato stato (che viene chiamato pattern di attività neurale) al ripresentarsi di una situazione simile (con un certo grado di tolleranza). Da studi fatti in neuropsicologia emergono alternative a questo tipo di modello basato su memorizzazione e recupero. Rosenfield [ERI] nel proprio lavoro propone un approccio frutto dell osservazione di casi di studio clinici ed arriva ai seguenti punti: Non esiste memoria, ma solo il processo di ricordare I ricordi non sono elementi statici che vengono immagazzinati e recuperati, sono il risultato di un processo di costruzione Il corpo è il punto di riferimento per tutti gli eventi di ricordo Il corpo, il tempo ed il concetto di sé sono estremamente correlati Barlett [KER01 4] aveva dato una descrizione simile 60 anni prima preferendo usare il termine ricordare (remembering) invece di memoria Agenti autobiografici ed agenti sociali In [KER02] e [KER01] viene introdotta la definizione di agente autobiografico come un agente dotato di corpo (embodied) che dinamicamente ricostruisce la propria storia autobiografica durante la propria vita. La necessità che porta alla nascita di questa definizione è quella di modellare il comportamento umano. Gli esseri umani spesso motivano il proprio comportamento fornendo un background storico credibile, non necessariamente consistente. Importante è notare il fatto che durante la propria vita implica che non esiste una fase di training ed una fase di uso per quanto riguarda l agente autobiografico, questo tenta di modellare l aspetto dinamico ed evolutivo dell esistenza umana, Barlett infatti dice: L impressione soggettiva di essere una personalità statica è un illusione e potrebbe essere solo una buona approssimazione per tempi di vita brevi[bar] - 6 -

13 Introduzione e definizioni Dunque gli esseri umani sono sistemi che al contempo agiscono ed apprendono durante tutta la loro esistenza, accumulando così esperienza ; al Dizionario della lingua italiana De Mauro : esperienza : sostantivo femminile. 1. Fondamentale: conoscenza diretta di qualcosa, per osservazione, per prova o per percezione: conoscere per esperienza, avere esperienza di qualcosa, parlare per esperienza, avere esperienza dei modi di vivere di molti paesi Tecnico specialistico filosofico: modalità di conoscenza della realtà che deriva immediatamente dai sensi 2. Fondamentale: conoscenza pratica della vita e del mondo: è un uomo di grande esperienza, avere esperienza del mondo, è un ragazzo senza esperienza abilità che deriva dall esercizio assiduo di un mestiere, una professione ecc.: avere esperienza negli affari fare esperienza, impratichirsi: non ti rimane che fare un po di esperienza 3. Fondamentale: lo sperimentare una situazione, un attività e sim.: fare un interessante esperienza di lavoro, realizzare un esperienza pilota in ambito didattico; vicenda che provoca in chi la vive nuove sensazioni e modificazioni interiori: avere un esperienza positiva, traumatica, formativa, dolorosa spec. al pl., avventura amorosa: quel ragazzo ha avuto tante esperienze 4. Tecnico specialistico scientifico:, riproduzione sperimentale di un fenomeno, esperimento, prova di laboratorio: condurre un esperienza di termodinamica; verifica: le esperienze fatte convalidano la teoria Comune: estens., prova, sperimentazione: le esperienze artistiche del dopoguerra, l esperienza della comune. Ancora più interessante è come viene definita l esperienza comune: patrimonio collettivo di conoscenze acquisite nel corso dello sviluppo storico. Accumulare esperienza significa dunque accumulare conoscenza per percezione, per contatto diretto ed immersivo e non come semplice osservatore. Come esecutore avente parte nell azione e come ambiente nell effetto, l ambiente in cui l essere umano vive è popolato da molte altre entità con cui continuamente esso sperimenta rapporti e relazioni e con cui costruisce contesti

14 Implementazione di una piattaforma per Embodied Agent L interpretazione dell operato di un individuo da parte di estranei non necessita solo di un filone storico plausibile, occorre inserire l evento all interno di un contesto per poter estrarre informazioni significative. Ecco che il modello uomo suggerisce una definizione di agente ancora più stretta, un uomo occupa spazio e consuma risorse durante la propria esistenza, ogni uomo ha il proprio scopo, obiettivo individuale, gli uomini condividono (a vari livelli) l ambiente e le risorse costituendo di fatto comunità, instaurando così diversi protocolli di interazione e comportamento, diversi gradi di strutture sociali. Nasce dunque la necessità di mantenere funzionali le comunità di cui si è membro (se non altro quelle di rango più stretto) per soddisfare i propri scopi e le proprie esigenze, nasce l obiettivo comune. Per Dautenhan la caratteristica fondamentale per gli agenti autobiografici è di essere embodied, di poter percepire l esperienza attraverso un corpo, gli agenti sociali sono particolari agenti autobiografici. A volte vengono anche direttamente chiamati Robot Sociali [CYN], che nel proprio ambiente mescolano esseri umani ed altri Robot. Come già detto in precedenza molte definizioni di agenti sono difficilmente separabili, con le due date ora abbiamo introdotto un elemento forte di caratterizzazione, cioè il possedere un corpo, tra loro la differenza è veramente molto sottile Società, cultura ed intelligenza Le società sono insiemi di individui che interagiscono secondo schemi di interazione scambiandosi risorse e comunicazioni. Un individuo è caratterizzato dalla propria storia (autobiografia) che ne costituisce l esperienza e la cultura, gli elementi che concorrono alla costruzione dei propri comportamenti durante il soddisfacimento dei propri obiettivi, il fatto che possieda un corpo unico come configurazione fa sì che due elementi non possono mai condividere contemporaneamente la stessa locazione fisica, inoltre da ciò deriva un esperienza ed una percezione unica ed estremamente personale. In [KER03] si discute di come i sistemi di intelligenza artificiale in genere non modellino abilità (o attitudini) sociali, di come siano in realtà esperti in alcuni settori di - 8 -

15 Introduzione e definizioni applicazioni o attività. Ma un tale modello di riferimento può essere adeguato al mondo reale? Può essere vantaggioso in uno scenario che veda collaborare uomini e robot nei compiti quotidiani? La vita all interno di nuclei sociali è un elemento di importanza assoluta nella teoria dell intelligenza sociale. In questa ipotesi gli individui imparano ed attuano schemi sociali all interno del gruppo, ma non hanno conoscenza di cosa stiano compiendo. Gli uomini invece sono in grado di comprendere cosa stanno facendo e di applicare così le relazioni che attuano tra simili ad altri elementi, estranei ai rapporti tra esseri umani. Sono in grado quindi di trasformare la cultura sociale in intelligenza individuale ed astratta. Il rapporto alla base di questo meccanismo è l imitazione, cosa facilmente riscontrabile durante lo sviluppo dei bambini (elemento di enorme attualità per via di fenomeni di imitazione di modelli televisivi). Mitchell in [RWM] definisce così l imitazione: l imitazione avviene quando un organismo e/o una macchina è in grado di produrre qualcosa che assomiglia ad un modello; occorre che il modello sia appreso e che la cosa prodotta sia costruita in modo da assomigliare al modello e la descrive come composta da cinque livelli. Il primo livello è puramente mimico ed ancora non ci sono interazioni tra C (la copia) ed M (il modello), al livello due M influenza la costruzione di C. Al livello tre il modo di costruire C può essere modificato in relazione ad M e l imitatore tenta di raggiungere per quanto più possibile M con il proprio comportamento. Al quarto livello l imitatore controlla la relazione tra C ed M ed è in grado di modificare C in modo più fine, alterandone solo alcuni aspetti: l imitatore raggiunge la consapevolezza di copia ed originale, la consapevolezza di sé. All ultimo stadio, il quinto livello, l imitatore è in grado di adattare il proprio comportamento in relazione alla percezione dello stato di un altro organismo, in pratica sviluppa l empatia. Un individuo può applicare la conoscenza del comportamento per manipolare direttamente il modello, applicandolo così ad entità - 9 -

16 Implementazione di una piattaforma per Embodied Agent estranee a sé stesso. Gli esseri umani adulti sono esperti di questo stadio di imitazione secondo Mitchell. E importante mantenere vivo il concetto di mimica, nei prossimi capitoli lo riprenderemo per argomentare l apprendimento e l evoluzione sociale

17 Processo di Embodiment 2 Processo di Embodiment Effettuare il processo di embodiment significa dotare un agente di un corpo. Tale processo è osservabile in diverse forme ed è ben lontano da essere una procedura standard e ben definita, infatti, anche una interfaccia grafica può essere interpretata come il corpo di un agente, dato che ne diventa la sembianza, l effige. Quindi occorre, in prima istanza, fare distinzione tra i corpi fisici ed i corpi virtuali e soffermarsi a riflettere sul significato del corpo per un agente e sul significato del fatto di possederlo. Se osserviamo il comportamento di qualunque individuo (di qualunque specie) possiamo notare come il corpo svolga un ruolo comunicativo e sociale di non poco conto. Nei comportamenti sociali l interpretazione del corpo è utilizzata di continuo durante tutti i processi di interazione tra individui e gruppi. Oltre a tale ruolo comunicativo il corpo viene usando come primo strumento di apprendimento e per apprendere il primo concetto fondamentale : IO. Come punto di partenza usiamo la definizione di corpo come insieme di attuatori e sensori ed analizziamo alcuni approcci all embodiment. 2.1 Embodiment Software (o virtuali) A prima vista si potrebbe pensare che un agente che interagisce col mondo attraverso un corpo simulato sia indistinguibile da uno che ne ha a disposizione uno reale: Un simulatore potrebbe generare sequenze di percezioni plausibili di un modo virtuale in sostituzione dei segnali provenienti da sensori. Kerstin Dautenhahn sostiene che questo non è vero [KER01]. Ciò in realtà mette in risalto due problematiche che riguardano l agente: l utente e la fisicità del mondo

18 Implementazione di una piattaforma per Embodied Agent Nell articolo [NIC] viene discussa proprio la problematica delle simulazioni di robot attraverso il metodo della minimal simulation. L autore infatti discute il problema del modello reale e della simulazione sottolineando quando costoso e difficile sia simulare in modo preciso e dettagliato la fisica del mondo per via della continuità degli eventi e del rumore a cui questi sono esposti e che a loro volta generano. Tutto questo fa perdere i vantaggi del poter usare una simulazione anziché ambienti reali per far evolvere i controllori dei robot. Nell esperimento documentato è utilizzato un robot dotato di 8 zampe e dotato di pochi sensori ad infrarossi e sensori sensibili alla luce, il problema che vogliono affrontare è di far evolvere il controllore dell octapode fino ad apprendere come evitare gli ostacoli incontrati ed individuati durante il proprio percorso. Punto fondamentale di tale approccio è riuscire a costruire un set minimo di tutte le interazioni rilevanti robot-ambiente, nel caso di agenti sociali parte dell ambiente sono proprio gli altri individui e grossa parte delle interazioni prevede scambi tra gli individui e l agente e alcune di queste interazioni posso persino essere richieste o comandi che scatenano un altra serie di interazioni, sicuramente un ambiente del genere è difficilmente collassabile o enumerabile, tanto meno è sensato pensare di poter costruire un set minimale di tali eventi. Se si pensa al set di richieste che l automa sa soddisfare, i modi di porle e gli individui che le possono porre ci si accorge subito della dimensione delle combinazioni possibili, insieme a questo tipo di interazione rimangono ancora vive tutte le problematiche di muoversi all interno di un ambiente altamente dinamico ed evitarne gli ostacoli continuando magari a percepire richieste e comandi. Sulla base di questo si deduce che l ambiente degli agenti sociali non ricade in quel gruppo di sistemi che posso trarre effettivi vantaggi da un ambiente facilmente modellabile con interazioni finite. Oltretutto il robot usato nell esperimento anche se sfrutta un sistema neurale che viene fatto evolvere nel simulatore rientra ancora nel caso di automi simili a quelli descritti da Brooks o delle architetture reattive, al massimo gerarchiche ma

19 Processo di Embodiment sicuramente non dotato di sistema di pianificazione o interpretazione simbolica del mondo e delle sue componenti. In questi casi la costruzione di simulatori risulta impossibile o talmente svantaggiosa da rendere preferibile l approccio fisico e reale, proprio come l autore asserisce nel proprio lavoro. Oltretutto stiamo discutendo di agenti sociali, elementi che vedono come parte del loro ambiente l essere umano: se fossimo in grado di costruirne un modello significativo da porre in un simulatore affinché un agente software possa comprenderne i comportamenti ai fini di simularne l intelligenza sarebbe un paradosso. 2.2 Embodiment Fisico Embodiment fisico significa costruire un corpo reale per l agente, dotarlo di percezioni ed attuazioni, dotarlo di meccanismi di interazione con l ambiente in cui si dice sia embedded, cioè integrato, come viene detto in [KER01]. In tale articolo si parla di embodiment statico per sottolineare che un vero e proprio embodiment dovrebbe dotare gli agenti di un corpo con le stesse caratteristiche di quelli dei sistemi biologici. Al momento la difficoltà più lampante che si può notare è l impossibilità di realizzare un corpo che sia in grado di rigenerare e riorganizzarsi (in sostanza di crescere ed evolversi) o che reagisca alla morte in maniera irreversibile come fanno gli esseri viventi. Se l agente fosse in grado di apprendere l irreversibilità dello stato di morte potremmo osservare l insorgere di comportamenti sempre più simili a quelli che gli esseri viventi attuano, ma questo tema appartiene più alla sfera filosofica dell intelligenza artificiale ed ancor di più ai temi cari della cinematografia degli ultimi anni 4. 4 Da Short circuit ad AI il tema dell automa che ha paura di morire ed attua comportamenti simili all istinto di sopravvivenza è stato di enorme attrazione per storie riguardanti agenti che, alla luce delle definizioni usate fino ad ora, potremmo chiamare Sociali

20 Implementazione di una piattaforma per Embodied Agent Il corpo svolge un ruolo importante nella comunicazione tra gli individui. Già a livello animali ci si rende conto come sia fondamentale la mimica corporea ai fini del mantenimento della struttura sociale, il gesticolare degli esseri umani durante le discussioni e le variazioni di espressione facciale servono per sottolineare concetti. Oltre alla mimica associata allo scambio vocale anche negli esseri umani pose ed atteggiamenti fisici realizzano comunicazione ed opera sociale. Per gli Embodied Social Agent in [KER01] viene sviluppato anche il termine Believable Agents (agenti credibili) in virtù del fatto che la loro credibilità e l aspettativa degli utenti viene creata e condizionata dal design fisico del robot, fattore importante soprattutto in architetture con apprendimento con rinforzo dove la soddisfazione dell aspettativa degli utenti è il parametro di rinforzo. Come già detto in precedenza molte definizioni di agenti sono difficilmente separabili. Con le due che abbiamo fornito sopra, nonostante la loro differenza sia veramente molto sottile, è stato introdotto un forte elemento di caratterizzazione : il possedere un corpo. In [KER04] l autrice definisce così il termine Embodiment : Embodiment means the structural and dynamic coupling of an agent with its environment, comprising external dynamics (the physical body embedded in the world) as well as the phenomenological dimension, internal dynamics of experiencing and reexperiencing of self and, via empathy, of other. Both kinds of dynamics are two aspects emerging from the same state of being-in-the-world Oltre questa definizione la stessa autrice conclude [KER02]...Embodiment is linked to a concept of a body and is not necessary given when running a control program on a robot hardware......embodiment should always be seen as a characteristic of an individual and socially embedded cognitive system... Alla luce di quanto appena detto ci si rende conto che montare un sistema PC su un qualche tipo di hardware in grado di farlo muovere e dotato di qualche sensore non è di per sé sufficiente nella costruzione di un Robot sociale, cosa che riprenderemo anche nel Capitolo 6 sottolineando la necessità di interfacce uomo macchina diverse

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