3D: sensi da mantide

Ovvero, come imparare dagli insetti a costruire macchine in grado di vedere in tre dimensioni (e oltre).

Ormai da diversi anni è più che familiare al pubblico cinematografico la visione dei film in 3D: si tratta di una tecnologia che, introdotta per la prima volta al cinema intorno al 1920, consente di realizzare una riproduzione di immagini con caratteristiche di profondità simili a quelle della visione umana.

Un team di ricerca dell’Università di Newcastle, ispirandosi alla cinematografia tridimensionale, si è spinto ben oltre l’utilizzo della stereoscopia per finalità di intrattenimento, realizzando un suggestivo esperimento per indagare sulle capacità visive delle mantidi religiose. Come ben noto, questi insetti hanno una notevole attitudine predatoria, e già qualche decennio fa sono stati condotti dei test per appurare se tale abilità fosse da attribuire, almeno in parte, alla capacità di cogliere i movimenti delle potenziali prede in uno scenario tridimensionale.

I ricercatori hanno dapprima provato ad applicare agli occhi delle mantidi delle lenti miniaturizzate, molto simili a quelle utilizzate al giorno d’oggi per il cinema 3D, e a riprodurre filmati con insetti in movimento, per valutare la capacità della mantide di individuarli. Questo primo tentativo è fallito, e a quel punto il team ha provato ad utilizzare occhiali 3D di vecchia generazione: per intenderci, quelli di cartone con lenti bicromatiche utilizzati nel cinema anni ’50.

Il risultato è stato sorprendente: le mantidi hanno cominciato a fendere l’aria con le zampe, come per afferrare prede che fluttuavano nell’aria davanti ai loro occhi. Una chiara dimostrazione, questa, della capacità delle mantidi di vedere il mondo in tre dimensioni. Che tipo di applicazioni potrebbe avere questa scoperta? Oltre che nel campo della biologia, questa capacità potrebbe essere analizzata per munire i robot di nuova generazione di una vista stereoscopica simile a quella umana o, appunto, a quella delle mantidi.

In effetti, il “sistema di elaborazione delle immagini” delle mantidi è assai meno complesso di quello umano, e, in virtù di tale maggiore semplicità, può essere più agevolmente esaminato e studiato per comprenderne a fondo i meccanismi. E replicarli su robot e macchine. D’altronde i sistemi di visione artificiale trovano già oggi un largo impiego in vari settori:

Controllo dei processi industriali
Veicoli autonomi e robot mobili
Sistemi di videosorveglianza o controllo accessi
Ispezione automatica della qualità della lavorazione di componenti meccaniche/plastiche

Un esempio rilevante è costituito dall’automa sviluppato da Cambridge Consultants che, sfruttando un sofisticato sistema di visione, è in grado di raccogliere esattamente il campione richiesto (ad esempio, una mela verde) da un cesto contenente una varietà di frutti diversi, distiguendone quindi forma e colore.

Un altro caso interessante è quello del robot Agilus di Kuka, che utilizza un sistema stereoscopico di telecamere per giocare a ping pong. Arrivando persino a mettere in difficoltà un grande campione della disciplina come Timo Boll. Per passare ad altre applicazioni che coinvolgono la visione, sia Facebook che Google sono al lavoro su speciali tipi di visore (lenti o similari) che consentano ad un essere umano di sperimentare una realtà virtuale assai avanzata.

Parliamo, ad esempio, del sistema Oculus Rift, che potrebbe, nel prossimo futuro, consentire un’interazione visiva tra persone distanti centinaia o migliaia di chilometri, come se si trovassero nel luogo remoto, annullando ogni tipo di barriera geografica. Una prospettiva piacevole, se consente di “vedersi” ogni sera con la fidanzata che lavora in una città diversa. Un po’ meno, se usato dal nostro capo per osservarci mentre siamo in trasferta all’altro capo del mondo. Questa, però, è ben altra storia.

Pubblicato con licenza Creative Commons Attribuzione-Non opere derivate 2.5 Italia.

Questo articolo è stato pubblicato qui