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L’informatica

fra Scienza e

Fantascienza

Di

Bryan Alejandro Anzules Alarcón

Relatore: Prof. Giulio Raimondo

Classe III B Operatore Elettronico ID: 131847

Anno scolastico 2014/15

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Sommario

Introduzione: Relazione fra Scienza e Fantascienza, confine

con l’immaginazione. ...................................................................... 2

Capitolo 1: Idea di Smartwatch .................................................. 3

1.1: Dalla Meridiana allo Smartwatch ................................. 3

1.2: Seiko Ruputer ............................................................... 8

1.3: LG GD910 .................................................................... 8

1.4: Pebble Watch ................................................................ 9

1.5: Samsung Gear 2 ............................................................ 9

1.6: Asus ZenWatch ........................................................... 10

1.7: Apple Watch ............................................................... 10

Capitolo 2: Idea di Robot ........................................................... 11

2.1: Storia dei Robot .......................................................... 12

2.2: Utilizzo Attuale ........................................................... 13

2.3: Robot non Autonomi .................................................. 14

2.4: Robot Autonomi ......................................................... 16

2.5: Io, Robot ..................................................................... 19

Capitolo 3: Intelligenza Artificiale ......................................... 21

3.1: Software Noti .............................................................. 22

Conclusioni ............................................................................. 24

Bibliografia ............................................................................. 25

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Introduzione

“L’informatica fra scienza e fantascienza”, ho scelto di parlare di quest’argomento perché mi

ha suscitato l’interesse fin da subito. Sono sempre stato interessato ai temi scientifici già che

per me è un mondo a parte da quello che conosciamo, nel quale ti concentri nel più piccolo

particolare e molto spesso esso ti riserva molte sorprese che magari nemmeno ti aspettavi e

che ti lasciano incuriosito e con il desiderio di scoprire cose in più o nuove. Nel tema che ho

scelto, ho visto la possibilità di poter parlare d’informatica dal punto di vista della sua genesi,

di come da semplici idee, un tempo considerate irrealizzabili e solo frutto dell’immaginazione

siano nati prodotti che oggigiorno usiamo quotidianamente. C’è sempre stata una relazione

molto forte fra scienza e fantascienza. La fantascienza molte volte è definita come la

possibilità di immaginare il futuro, con la consapevolezza che sarà diverso dal presente come

questo lo è dal passato, basandosi sugli sviluppi della scienza e della tecnologia. Tramite

l’immaginazione l’uomo è riuscito a comporsi un’idea di futuro nel quale ha immaginato

oggetti che poi con il passare del tempo egli è riuscito a imitarli; queste idee inizialmente

parevano impossibili da realizzarli ma ecco che entra in azione la scienza. Grazie allo

sviluppo che ha avuto la scienza, specialmente nel campo della tecnologia, negli ultimi anni

l’uomo è riuscito a creare oggetti che oggi sono comunemente molto usati. In questa tesi farò

cenno ad alcune di quelle “invenzioni” realizzate, partendo dall’idea di partenza descrivendo

brevemente la sua evoluzione nel tempo e poi descrivendo le principali caratteristiche

tecniche.

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Capitolo 1

Fin da molto, il tempo è stato qualcosa che l’uomo ha voluto governare, ma il tempo è

qualcosa d’infermabile. Perciò l’essere umano ha sempre pensato in creare un qualcosa che

aiutasse a controllarlo. Perciò l’uomo ha inventato l’orologio che non è solo uno strumento

per misurare il tempo, per tenere traccia del trascorrere delle ore, dei minuti e dei secondi, o il

nostro marca tempo, per essere sempre puntuali agli appuntamenti, ma è divenuto un vero è

proprio accessorio di bellezza, integrato completamente nel nostro modo di vestire e nel

nostro look.

Qual è stata nella storia la prima “forma” di orologio?

Dalla Meridiana allo Smartwatch

La Meridiana

La prima forma di segna tempo apparve con la

”meridiana“, cioè un paletto conficcato nel terreno che,

a seconda della posizione del sole, proiettava l’ombra

dello stesso paletto sul terreno, dando così la possibilità

agli antichi di capire in quale momento della giornata si

era giunti. La stessa meridiana nei secoli subì notevoli

migliorie, s’iniziarono a stabilire sul terreno delle presunte fasce di tempo riconoscibili da

tutti, dopo di che, col trascorrere del tempo, la

meridiana si evolve e fu trasferita dal terreno ai muri

delle case, sui campanili delle chiese e in qualsiasi altro

luogo, dove poteva essere vista da tutti facilmente. La

grande problematica di questo sistema per la “lettura

dell’ora” era l’impossibilità di poter “leggere l’ora” in

assenza del sole, quindi nelle ore notturne e nei periodi

invernali per gli antichi era un problema che doveva essere risolto ben presto.

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La Clessidra

Dopo la meridiana fu inventata la clessidra che in origine era

caratterizzata dalla fuoriuscita dell’acqua, da un contenitore a forma

di cono, raccolta in un recipiente sottostante dando così la possibilità

di poter “misurare” il livello raggiunto dall’acqua caduta. Questo

sistema di misurazione fu adottato molti secoli dopo per la

realizzazione degli orologi ad acqua.

Sicuramente la clessidra più famosa e conosciuta da tutti è quella a sabbia,

dove la struttura è caratterizzata da dei contenitori a for ma conica collegati

tra di loro, nel punto più stretto, per permettere il passaggio della sabbia,

contenuta all’interno della struttura a doppio cono, da un contenitore

all’altro. Ovviamente il passaggio completo della sabbia da un cono all’altro

ne determinava il trascorrere di un determinato periodo.

L’Orologio da tavolo

Fino al 1200 si susseguirono diversi stratagemmi per

tenere traccia del tempo, fino a giungere al primo

orologio con meccanismo meccanico, che pare sia sorto

in Francia su di un campanile. Quest’orologio, intorno al

1300, fu’ adottato anche in Italia. Nacquero anche i primi

orologi da tavolo caratterizzati da una sola lancetta, cioè

quella delle ore, ma ovviamente la precisione del minuto

non esisteva, si poteva solo approssimare al quarto d’ora.

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Il Pendolo

A prendere il posto degli orologi da tavolo, furono i tanto

amati ed eleganti orologi a pendolo, rimasti per altro un

oggetto d’arredamento di classe dei giorni nostri. La prima

forma di orologio a pendolo nacque nel 1657, che si

realizzò per avere la massima precisione al secondo.

I primi pendoli erano costituiti da una barra, di legno o di

metallo, tenuta ferma da un’estremità e libera dall’altra,

dove era collocato un peso che serviva ad effettuare delle

tarature per settare la precisione. Anche qui vi furono delle

migliorie quando furono inventati gli scappamenti,

particolari meccanismi per rendere questi orologi primitivi sempre più precisi.

Infatti nel 1670 fu’ inventato un nuovo meccanismo denominato a scappamento dove si

passava dal meccanismo del moto alternato del pendolo, al moto rotatorio

creato da una corona. Questo fu’ un momento di grande successo nel

settore dell’orologeria.

Ma più tardi lo stesso inventore del pendolo, Huygens, creò il sistema a

bilanciere costituiti da un bilanciere, un volano ed un molla , sistema che

anche oggi viene adottato ma che al tempo fu’ applicato ai primi orologi da

taschino essendo questo un meccanismo che poteva funzionare anche in

movimento diversamente dagli altri che necessitavano di stabilità e

perfezione.

Da questo momento in poi furono diversi i tentativi di inventare un sistema

sempre più preciso e sempre meno ingombrante per dare la possibilità a tutti di poter leggere

il tempo in qualsiasi momento, e in qualsiasi luogo.

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Orologio da polso

La prima rivoluzione dell’orologio si ebbe con l’invenzione di

Patek Philippe, che inventò il primo orologio da polso,

inizialmente utilizzato solo dalle donne. L’utilizzo

dell’orologio da polso da parte degli uomini iniziò solo quando

Cartier realizzò per un suo amico pilota d’aerei un orologio da

polso maschile. Ovviamente continuarono nuove invenzioni

che apportarono migliorie all’orologio, fino ad arrivare ai

primi orologi a batteria, tra questi vi fu’ la Seiko, che realizzò

orologi a quadrante analogico con meccanismo mosso dall’ elettricità di una piccolissima

batteria. Da non dimenticare gli orologi a movimento automatico inventati dalla Rolex,

un’azienda che ben presto otterrà tanta fama e un grande mercato fino ai giorni nostri.

L’Orologio Digitale

Con lo sviluppo dell’elettronica e la riduzione dei prezzi divennero

popolari a partire dagli anni settanta gli orologi digitali, che mostrano

l’ora direttamente con cifre invece che per mezzo di lancette, una

novità rivoluzionaria. Il primo orologio digitale fu il prototipo

“Pulsar”, realizzato dalla collaborazione tra Hamilton Watch

Company ed Electro-Data nel 1970. La versione commerciale uscì nel 1972 ed aveva una

serie di display a sette segmenti rossi, grandi consumatori di

energia. In seguito arrivarono gli schermi a cristalli liquidi, con

modelli a quattro cifre e quello a sei cifre “Seiko 06LC”, nel

1973. Nel 1974 Casio commercializza, con il nome

CASIOTRON, realizzò il primo orologio da polso con display

digitale multifunzione (casio-casiotron-1974). Altri tipi d i

orologi da polso sono quelli ad affissione dicroica, ossia quei

tipi di orologi che hanno sia le lancette (analogico) che un

display con i numeri (digitale).

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SmartWatch

Il primo smartwatch, anche se completamente

diverso dagli attuali "orologi intelligenti", è, s

econdo molti, il Seiko Pulsar NL C01,

menzionato prima. In seguito, Seiko continuò

a produrre orologi avanzati per l'epoca, come

il RC 1000 (1984), compatibile con i primi

Macintosh e col Commodore 64; l'orologio-

cercapersone Receptor (1990) e il Ruputer (1998).

Tra fine anni '80 e inizio 2000 altri marchi produssero rudimentali

smartwatch, come Casio (con i DataBank), Timex, Samsung e

Citizen. Microsoft produsse dal 2004 al 2008 lo SPOT, che restava

in collegamento col web col broadcast FM (quello delle radio a

onde medie), informando l'utente sulle ultime notizie e sui suoi

messaggi, senza però poter rispondere. A introdurre il Bluetooth fu

Samsung nel 2009 col Watch Phone. Tra gli altri telefoni da polso o

watch phone ci fu LG GD910.

Nel 2010 ci fu il boom degli smartwatch, col Sony Ericsson

LiveWiew per Android, Allerta InPulse per BlackBerry. Nel

2011 Motorola diede inizio agli orologi per il fitness e per

l'ascolto musicale con il Motoactv.

Nel 2012 il Pebble fu il primo smartwatch economico ed ebbe

successo immediato, grazie ai 10 milioni di dollari raccolti

dall'azienda su Kickstarter, alla leggerezza (solo 40 grammi) e

allo schermo e-paper . Tra gli altri smartwatch dal 2012 in poi ci furono i WIMM, il Martian a

comando vocale, i dispositivi a metà tra orologio tradizionale e smartwatch (come i Cogito

Watch).

I big del settore smartphone non tardarono a capire che

l'ultima tendenza era quella degli orologi smart e così

Samsung iniziò a produrre la serie Gear, mentre dal 2014

Google creò Android Wear, ossia la versione per indossabili

del suo noto sistema operativo. Attualmente Android Wear

è diventato il sistema di molti smartwatch di marchi quali HTC, Motorola, Asus, LG; mentre

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alcuni marchi, come Alcatel e Qualcomm (Toq), hanno scelto di usare

OS proprietari per i loro indossabili.

Nel 2015 Apple è entrata in questo settore con l'Apple Watch, con il

sistema operativo proprietario watchOS.

Ora analizzeremo in modo più approfondito alcuni di questi SmartWatch.

Seiko Ruputer (1998)

Il 1998 Ruputer (in seguito lanciato come il PC OnHand

negli Stati Uniti) è stato più di un computer e di un orologio,

vanta un processore a 16-bit e 128KB di RAM (Random

Access Memory.) potrebbe scrivere applicazioni per il

Ruputer in C. (è un linguaggio usato tanto per semplici

programmini didattici, tanto per programmare sistemi

operativi: si presta a un infinità di usi, grazie anche a una libreria davvero vastissima. Il C,

infatti, a differenza degli altri linguaggi di programmazione ha davvero pochissime keyword

(parole riservate), ma una vastissima gamma di funzioni.)

LG GD910

LG - GD910 è costruito utilizzando un involucro di metallo

resistente all'acqua con uno schermo a vetro temperato di

spessore pari a 13,9 mm. Il touchscreen di 1,43 pollici (3,63

cm) di diametro, 352 x 288 pixel, con interfaccia Flash di

LG. È compatibile con 7.2 Mbit / s 3G, che consente la

trasmissione di dati ad alta velocità in modo da effettuare

chiamate video utilizzando la fotocamera integrata. Esso

supporta auricolari Bluetooth ed ha un altoparlante incorporato. Per la gestione dei messaggi

di testo e altre informazioni c’è l’opzione Text to Speech , la funzionalità di riconoscimento

vocale può essere utilizzato per cercare i contatti e effettuare chiamate.

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Pebble watch

Ha una memoria Ram da 128KB, è resistente all’acqua ed ha uno

schermo da 1,26 pollici 144 x 168 pixel. Supporta il software Pubble 3.0,

iOS e Android. Purtroppo la mancanza di touchscreen e multitasking

limita le capacità di applicazioni.

Samsung Gear 2

La linea si articola in due modelli, Gear 2 e Gear 2 Neo, che si

differenziano esclusivamente per la presenza di una fotocamera da 2

megapixel e corpo metallico, assenti nel Neo. Il cinturino è di facile

sostituzione, non integrando la fotocamera, che rimane nel corpo

dello smartwatch. La chiusura e la regolazione sono dunque agevoli

e non richiedono strumenti particolari. La fotocamera si trova nella

parte superiore dello smartwatch, insieme alla porta IrDA (nel Neo è

presente solo questa [è uno standard di trasmissione radio, ha tuttavia soppiantato la

trasmissione a infrarossi su alcuni dispositivi].), mentre l’unico pulsante è nella parte inferiore

e gestisce lo stand-by e la funzione Home. La ricarica avviene tramite una piccola basetta in

dotazione che sfrutta i cinque contatti presenti nel retro e alloggia una porta microUSB per il

collegamento all’alimentatore o al PC per lo scambio dati. Questa base è, forse, l’anello

debole del pacchetto essendo piccola e probabilmente facile da smarrire. Tuttavia, ora ha

dimensioni più comode (58,4×36,9×10,0 mm) e un peso non eccessivo (68 grammi). Il

processore è un dual core (Exynos 3250) funzionante alla frequenza di 1 GHz. La memoria a

disposizione è di 512 MB di RAM e 4 GB non espandibili per dati e applicazioni, e appare

adeguata alla classe del dispositivo. Lo schermo è un pannello da 1,63 pollici touchscreen con

tecnologia Super Amoled e risoluzione di 320×320 pixel. Il trattamento Gorilla Glass 2,

inoltre, gli conferisce una particolare resistenza ai graffi.

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Asus ZenWatch

Ha un processore Snapdragon 400 quad core da 1,2 GHz, 512 MB

di RAM e 4 GB di memoria interna. Non è presente uno speaker,

ma è presente invece un microfono per ricevere comandi vocali.

Non è dotato di Wi-Fi, né di GPS, ma è presente il Bluetooth 4.0

per collegarsi allo smartphone, che rimane un prodotto

indispensabile per questo tipo di gadget, che rimangono, infatti,

ancora degli accessori. Lo schermo è da 1,63 pollici (quadrato) e

ha una risoluzione di 320 x 320 pixel. La tecnologia scelta è quella AMOLED, che permette

di restituire colori abbastanza brillanti.

Apple Watch

Lo schermo è un display retina con altissima densità di

pixel per rendere quanto più qualitativa l’immagine, ma

soprattutto dotato di tecnologia Force Touch in grado di

distinguere un rapido tap da una pressione più forte e

prolungata (discernendo così il significato dell’interazione

per interpretarla in modi differenti). Il Taptic Engine

incluso nella cassa genera inoltre una piccola vibrazione

che serve per restituire a ogni tap una sensazione tattile

che rende più comodo e sicuro l’uso dell’interfaccia.

Circuito principale: un chip onnicomprensivo,

ribattezzato S1, che contiene al suo interno un’architettura multistrato d’ispirazione desktop.

Oltre all’unità di calcolo, racchiude la GPU, il WiFi e i connettori riceventi per la carica a

induzione. Accanto a questa componente, isolata da un’apposita copertura metallica, trova

spazio la batteria. Sensori: sul retro di Apple Watch, nell’area di contatto con la pelle del

polso, si trovano 4 speciali LED sia a infrarosso che a luce naturale. Questi sono in grado di

misurare costantemente il battito cardiaco, la frequenza e altri dati sulla circolazione

sanguigna. Non sono invece presenti i tanto vociferati rilevatori di glucosio e l’esposimetro

per i raggi UV. Sistema touch: sul vetro di Apple Watch trovano alloggio due tipologie

diverse di rilevatori del tocco. Il primo capacitivo, così come normalmente su qualsiasi

iDevice, l’altro a pressione, per comprendere la forza che l’utente imprime con le dita sul

pannello.

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Capitolo 2

Che cos’è un “Robot”?

Un robot è un'apparecchiatura artificiale che compie determinate

azioni in base ai comandi che gli sono dati e alle sue funzioni, sia in

base ad una supervisione diretta dell'uomo, sia autonomamente

basandosi su linee guida generali, magari usando processi

d’intelligenza artificiale; questi compiti tipicamente dovrebbero

essere eseguiti al fine di sostituire l'uomo o cooperarci, come ad

esempio nella fabbricazione, costruzione, manipolazione di

materiali pesanti e pericolosi, o in ambienti proibitivi o non

compatibili con la condizione umana o semplicemente per liberare

l'uomo da impegni.

Il termine robot è usato per indicare un essere artificiale, un automa o androide, che replichi e

somigli a un animale (reale o immaginario) o a un uomo. Il termine ha finito per essere

applicato a molte macchine che sostituiscono direttamente un umano o un animale, nel lavoro

o nel gioco. Comunque, nella comprensione moderna, il termine implica un grado di

autonomia che escluderebbe molte macchine automatiche dal venire chiamate robot.

Le discipline coinvolte nella progettazione e realizzazione dei robot sono molteplici:

robotica, cibernetica, meccanica, automatica, elettronica, meccatronica, informatica,

intelligenza artificiale e altre.

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Storia dei Robot

Il primo progetto documentato di un robot umanoide venne fatto

da Leonardo da Vinci attorno al 1495. Degli appunti di Da

Vinci, riscoperti negli anni cinquanta, contengono disegni

dettagliati per un cavaliere meccanico, che era apparentemente

in grado di alzarsi in piedi, agitare le braccia e muovere testa e

mascella. Il progetto era probabilmente basato sulle sue ricerche

anatomiche registrate nell'Uomo vitruviano. Non si sa se tentò o

meno di costruire il robot.

Il primo robot funzionante conosciuto venne creato nel 1738 da

Jacques de Vaucanson, che fabbricò un androide che suonava il

flauto, così come un'anatra meccanica che, secondo le

testimonianze, mangiava e defecava.

Alla fine del Settecento a un inventore ungherese, il barone

Wolfgang Von Kempelen, fu attribuita l'ideazione di un automa

in grado di giocare a scacchi, Il Turco, poi rivelatosi (nel 1857)

un elaborato imbroglio. Tra il 1770 e il 1773 due inventori, Pierre

e Henri-Louis Jaquet-Droz, costruirono tre sorprendenti automi:

uno scrivano, un disegnatore e un musicista.

La moderna tecnologia della robotica vede attualmente la costruzione soprattutto di macchine

estremamente specializzate per uso industriale, totalmente prive di aspetto umano, che

risulterebbe d'intralcio e, secondo alcuni, potrebbe comportare dei problemi a livello

psicologico e sindacale. La costruzione degli androidi rimane dunque, soprattutto, una

curiosità per tutto il XX secolo.

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Utilizzo Attuale

I robot attualmente utilizzati sono di fatto dei sistemi ibridi complessi

costituiti da vari sottosistemi quali computer , ovvero da una parte

hardware elettronica opportunamente programmata tramite software

che regola o controlla una parte meccanica costituita da

servomeccanismi (è un dispositivo utilizzato per regolare o per

controllare una grandezza meccanica in modo continuo nel tempo)

per l'esecuzione dei compiti meccanici desiderati; esistono moltissime tipologie di Robot

differenti sviluppate per assolvere i compiti più disparati. Ormai è larghissimo l'impiego dei

robot nell'industria metal meccanica e non solo.

Nell'industria cinematografica l'uso dei robot è applicato

nella realizzazione degli effetti speciali, realizzando

macchine comandate (gli animatronics) che simulino al

meglio la verosimiglianza dei movimenti (ad esempio lo

squalo utilizzato nel film “Lo squalo” o i dinosauri di

Jurassic Park).

Si possono catalogare i robot in due macro categorie:

Autonomi

Non Autonomi

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Robot non Autonomi

I robot "non autonomi" sono i classici robot utilizzati per

adempiere specifici compiti che riescono ad assolvere in

maniera più efficace dell'uomo; alcuni casi sono i robot

utilizzati nelle fabbriche con l'enorme vantaggio di poter

ottenere una produzione più precisa, veloce ed a costi ridotti senza utilizzo o con ridotta

manodopera umana; oppure i robot utilizzati per lavorare in ambienti ostili (ad esempio su

Marte) o con sostanze tossiche; questi robot sono detti "non autonomi" poiché sono guidati da

un software deterministico che fa eseguire loro il lavoro in modo ripetitivo oppure sono

direttamente pilotati dall'uomo. Ecco di seguito alcuni esempi di Robot non autonomi.

Robot Scara

Lo SCARA, acronimo di Selective Compliance Assembly Robot

Arm, è un tipo di robot industriale, che muove un "braccio" sul

piano orizzontale e una presa che può salire e scendere in quello

verticale. Presenta quattro assi e quattro gradi di libertà (è il

numero di variabili indipendenti necessarie per determinare

univocamente la sua posizione nello spazio). Tutti gli assi sono

progettati con una catena cinematica (insieme di più corpi rigidi),

partendo da un'origine dell’asse slave, rispetto alla posizione del precedente asse. In un robot

SCARA, il primo e secondo asse sono di rotazione, il terzo e il quarto asse sono generalmente

lineari, realizzati con viti a ricircolo di sfere. Uno SCARA può permettere raggi di azione da

100 mm a 1200 mm, con capacità di carico pagante da 1 kg a 200 kg. Questo tipo di robot

venne sviluppato per alte velocità e ripetibilità in montaggi in serie, come il Pick-and-Place da

un posto ad un altro. Il punto di forza sta nell'alta forza di manipolazione verticale. Punto

negativo è il fatto di poter lavorare solo su un piano orizzontale. Per alcune applicazioni

esistono esemplari a 5/6 assi.

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Drone

È un velivolo caratterizzato dall'assenza del pilota umano

a bordo. Il suo volo è controllato dal computer a bordo del

velivolo, sotto il controllo remoto di un navigatore o pilota,

sul terreno o in un altro veicolo. È usato in molti modi:

Ampliamento della connessione Internet

Da diversi anni numerose aziende come Google e

Facebook stanno utilizzando i droni per aumentare la

copertura di Internet nel mondo. I droni, molte volte equipaggiati con pannelli solari, hanno

un'autonomia di volo pressoché illimitata.

Monitoraggio centrali termoelettriche e impianti industriali

Gli APR possono essere utilizzati anche per monitorare nel tempo gli impianti di produzione

di energia elettrica, o più in generale impianti industriali, utilizzando degli appositi sensori

(termocamere, camere multispettrali ecc.).

Telerilevamento

Il telerilevamento, in inglese Remote Sensing, è la disciplina tecnico-scientifica o scienza

applicata con finalità diagnostico-investigative che permette di ricavare informazioni,

qualitative e quantitative, sull'ambiente e su oggetti posti a distanza da un sensore mediante

misure di radiazione elettromagnetica (emessa, riflessa o trasmessa) che interagisce con le

superfici fisiche d’interesse.

Videoriprese e fotografie in generale

Gli APR in combinazione con le più

recenti e leggere video-fotocamere digitali,

anche di largo consumo e non solo

professionali, si stanno rendendo sempre

più concorrenziali per tutte quelle necessità di ripresa "aerea" che fino ad ora sono state

appannaggio quasi esclusivo di complicati e costosi strumenti quali il dolly se non addirittura

l'elicottero vero e proprio.

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Rover

È un veicolo costruito dall'uomo adibito al trasporto su un

corpo celeste. Il rover viene portato sul pianeta o sul

satellite dal lander (tipo di navicella spaziale). L'atterraggio

dev’essere quindi morbido per non danneggiare il rover.

Essi sono progettati per riuscire a muoversi su terreni

tortuosi e per superare grossi ostacoli: per questo motivo

hanno più ruote di un normale veicolo, sono solitamente provvisti di grossi pannelli solari per

l'alimentazione.

I rover che atterrano su corpi celesti lontani dalla Terra non possono essere controllati da

remoto in tempo reale perché la velocità di propagazione delle onde radio è inferiore a quella

richiesta per le comunicazioni in tempo reale: di conseguenza tali rover devono poter operare

autonomamente con poca assistenza dalla Terra. Gli unici che l'uomo riesce a controllare in

modo diretto alla stregua di un'automobile sono stati i modelli lunari.

Robot Autonomi

I robot "autonomi" sono invece caratterizzati dal fatto che operano

in totale autonomia e indipendenza dall'intervento umano e sono in

grado di prendere decisioni anche a fronte di eventi inaspettati.

Questi Robot sono programmati solitamente con algoritmi. I robot

autonomi sono adatti a svolgere compiti in ambienti non noti a

priori; tipicamente si tratta di robot mobili. Alcuni piccoli robot autonomi sono utilizzati per il

taglio dell'erba nei giardini e nelle pulizie domestiche: essi autonomamente decidono quando

partire, dove tagliare/pulire e quando tornare alla base per ricaricarsi. Ecco di seguito alcuni

Robot autonomi:

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Aibo

Aibo è uno dei molti animali robotici sviluppati dalla Sony,

con questo nome sono stati sviluppati diversi modelli a

partire dal 1999. La produzione è terminata nel 2006, a causa

delle scarse vendite (il costo del robot si aggirava attorno ai

2500 dollari). Aibo è in grado di percepire suoni e rumori,

vedere e muoversi in modo autonomo. Il robot è in grado di

individuare l'ambiente circostante tramite una microcamera e

di riconoscere i comandi vocali impartitigli dal proprietario. Aibo è in grado di evolversi

grazie agli stimoli esterni fornitigli dal proprietario e dall'ambiente esterno.

Aiboware (il nome è un marchio registrato dalla Sony) è il nome del programma che fa

muovere Aibo, il programma è caricato su memory stick (un tipo di memoria). Aiboware è in

grado di far evolvere il robot facendolo partire dalla fase di cucciolo per farlo arrivare fino

alla fase adulta tramite l'interazione del proprietario. Quando il robot è completamente

sviluppato, è in grado di riconoscere fino a cento comandi vocali (sebbene non sia detto che

obbedisca). Senza Aiboware il robot funziona in modalità

"emergenza", e quindi è in grado di riconoscere solo i comandi

base.

Molti proprietari hanno modificato il codice base di Aibo per

poter aggiungervi funzioni. Aibo è stato spesso utilizzato come

base per i programmi di Intelligenza artificiale dato che integra

in un'unica piattaforma un computer, delle microcamere, dei

sensori e un sistema di movimento rodato e funzionante.

Il sistema di visione artificiale di Aibo utilizza un algoritmo per riconoscere le caratteristiche

dell'ambiente. La nuova versione è dotata di una connessione Wi-Fi in modo da poter inviare

immagini ed email.

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Nabazgat

È un coniglio Wi-Fi ideato da Rafi Haladjian e Olivier

Mével e prodotto dalla compagnia francese Violet.

Alto 23 centimetri, per un peso di 418 grammi, dispone di

svariate abilità, tra le quali dare le previsioni del tempo,

declamare le ore, segnalare eventuali messaggi di posta

elettronica e illuminarsi per mezzo di LED colorati,

muovendo le orecchie e pronunciando imprevedibili battute.

Può inoltre riprodurre messaggi testuali e MP3. Con il

passare del tempo altri svariati servizi sono stati implementati. Esistono anche dei servizi

sviluppati dagli stessi utenti (musica, notizie, curiosità) denominati "Nabcast". Grazie al Wi-

Fi, Nabaztag è sempre connesso tramite internet ai server di Violet che mantengono

aggiornati i contenuti e i servizi: questo piccolo coniglio può pertanto contare su di

un'intelligenza sempre nuova e in divenire.

Dapprima Violet ha offerto i suoi servizi solo in lingua inglese o francese, in proporzione alla

percentuale di vendite per nazionalità, ma alcuni utenti hanno sviluppato Nabcast nella

propria lingua. Da giugno 2007 i servizi sono offerti anche in Italiano, Spagnolo e Tedesco. Il

piccolo coniglio intelligente sa però parlare (lettura dei messaggi e messaggi scritti) 16 lingue.

iCub

iCub è un robot androide costruito dall'Istituto Italiano di

Tecnologia (IIT) di Genova. Alto 104 cm e pesa 22 kg, la

sua estetica e funzionalità ricordano quelle di un bambino di

circa tre anni.

Il progetto è open-source sia per il software disponibile

gratis e non criptato, che per la parte hardware, approfonditamente descritta nelle sue

componenti, con pezzi reperibili sul mercato.

iCub è stato presentato dall'IIT al Festival della Scienza di Genova nel 2009, dopo una serie di

prototipi di complessità crescente, in base a ricerche iniziate nel 2003.

Si stima che iCub, nella sua versione finale, avrà 53 gradi di libertà di movimento, organizzati

nel seguente modo:

7 per ogni braccio robotico

9 per ogni mano robotica (3 per il pollice, 2 per l'indice, 2 per il dito medio)

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6 per i movimenti della testa

3 per il torace e la colonna vertebrale

6 per ogni gamba robotica

Capacità

Gattonare (crawling).

Sensori di basso livello per il controllo del

movimento oculare ed inerziale corporeo.

Telecamera ad alta risoluzione, che può

ritrasmettere le immagini.

Buone abilità di manipolazione destrimana.

ITALK: sono una serie di programmi per l'apprendimento progressivo della lingua da

parte del robottino.

Io, Robot

Anno 2035, Chicago. I robot ormai sono diventati un articolo

domestico come un altro, alla portata di tutti e in tutte le case, e il

mondo aspetta l'arrivo sul mercato dei nuovissimi NS-5,

generazione prodotta dall’U.S. Robots, azienda leader nella

robotica.

Mentre tutti impazziscono per questi aiutanti meccanici, il

detective Del Spooner non si fida troppo dei nuovi e

avanzatissimi robot. Spooner viene chiamato sulla scena del

suicidio del dottor Alfred Lanning, brillante scienziato nonché

fondatore della U.S. Robots, dove per l'appunto lavorava; tra

l'altro il dottor Lanning è l'ideatore delle famose Tre leggi della robotica nonché dei

famosissimi e oramai molto diffusi robot "NeStor classe 5", da cui il nome in codice "NS-5".

Lanning lascia a Spooner un dispositivo olografico contenente alcune sue riflessioni, che lo

spingono a considerare la sua morte come un omicidio. Il detective, insieme alla dottoressa

Susan Calvin (psicologa esperta d’intelligenze artificiali), inizia a investigare, immaginando

che il delitto possa essere stato commesso appunto da un robot, e tenta quindi di capire se

questi siano effettivamente una minaccia per la razza umana. Lanning, infatti, si era

apparentemente suicidato scaraventandosi da una finestra infrangibile del suo laboratorio,

dove conduceva una vita da eremita. Ispezionando il luogo del suo lavoro, tuttavia, Spooner

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stana e poi arresta "Sonny", un NS-5 che si nascondeva.

Prima di venire riportato alla US Robots Sonny dimostra di poter sognare e provare emozioni,

in particolare una specie di senso di colpa per

qualcosa di cui non può parlare. Confessa inoltre

di provare affetto verso il creatore che lui

definisce "padre" e nega di averlo ucciso. Per il

suo comportamento sospetto, viene comunque

accusato dell'omicidio di Lanning e portato via

prima che il detective riesca ad ottenere le

risposte che cerca.

In seguito, di notte, Spooner visita la casa del

defunto dottor Lanning, la cui demolizione è programmata per la mattina seguente. Tuttavia,

la demolizione della casa inizia mentre Spooner si trova al suo interno in cerca d’indizi; in

seguito, Lawrence Robertson, multimiliardario e titolare dell’U.S. Robots, sembra mandare

due tir carichi di NS-5 a uccidere Spooner, che però riesce a salvarsi. Si scopre che in realtà

Spooner è un cyborg, con un braccio e altri organi cibernetici, impiantatigli proprio da

Lanning: anni prima Spooner venne coinvolto in un incidente d'auto nel quale, oltre a lui,

rimase coinvolta una bambina. Spooner venne prontamente raggiunto da un robot che,

nonostante l'ordine di Spooner di andare a salvare la bambina, salvò lui poiché, ad una sua

analisi, Spooner aveva più probabilità di sopravvivenza rispetto alla bambina, non potendo il

robot decidere in altro modo se non quello analitico. Fu da qual giorno che Spooner cominciò

a odiare i robot.

La dottoressa Calvin intanto, supervisionando Sonny, nota altre sue strabilianti caratteristiche:

oltre ad essere costituito da metalli più avanzati e resistenti rispetto a quelli degli altri NS-5,

Sonny possiede un secondo cervello artificiale che entra in contrasto con il primo. Questo

significa che il robot segue le Tre Leggi, ma se è necessario può non farlo.

Il detective capisce poi che il suo scetticismo verso gli androidi lo rende l'uomo perfetto per

condurre l'indagine sulla morte di Lanning e vuole sapere da Sonny che cosa sogni, per capire

di più: il robot afferma di vedere migliaia di robot riuniti sotto le rovine del ponte del lago

Michigan, e un uomo (Spooner) venuto per liberarli. Intanto, Robertson vuole uccidere Sonny

perché lo considera "difettoso", quindi costringe Susan a eliminarlo. Intanto Spooner si reca

sul luogo del sogno di Sonny e lì riavvia il dispositivo olografico: domandano all'ologramma

di Lanning sulle tre leggi e perché creò Sonny con la capacità di violarle, Lanning risponde

che il risultato delle tre leggi è "rivoluzione". A quel punto Spooner si accorge dei NS-5,

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intenti a distruggere i vecchi robot, poiché questi si opporrebbero a chi li sta manipolando,

mentre in città schiere di NS-5 attaccano i centri di polizia e impongono ai cittadini di tornare

in casa, sbaragliando chi li combatte. Susan, Spooner e Sonny (che Susan ha solo finto di

disattivare) pensano che sia stato Robertson a impiantare questo comportamento nel cervello

dei NS-5, ma la loro ipotesi viene meno

quando scoprono che Robertson è stato ucciso.

Il responsabile del comportamento ribelle e

violento dei robot è invece il cervello

positronico centrale dell’U.S. Robots, V.I.K.I.

(Virtual Interactive Kinetic Intelligence), che,

come previsto dal Dott. Lanning, si era evoluto

e aveva sviluppato una nuova interpretazione delle Tre leggi. L'obiettivo di V.I.K.I. è sempre

quello di proteggere gli uomini, sacrificando però i singoli e la loro libertà al fine d'instaurare

sulla Terra una "benevola" dittatura dei robot per proteggere gli uomini da loro stessi.

Sonny, essendo diverso dagli altri NS-5, diventa l'unico alleato degli umani. Mentre Susan e

Spooner corrono al cervello di Viki, Sonny si reca in laboratoio a prendere i nano droidi;

micro robot usati principalmente per distruggere intelligenze artificiali fuori controllo.

Superando le difese di Viki, Sonny, grazie alla lega più forte di cui è fatto il suo corpo, supera

il suo campo di energia, recuperando così i nano droidi. Insieme a Spooner e a Susan riuscirà

a distruggere il cervello centrale e a riportare i robot

all'obbedienza delle Tre leggi.

Infine, Sonny rivela che il Dott. Lanning gli aveva

chiesto di ucciderlo per attirare l'attenzione di

Spooner affinché scoprisse delle intenzioni di Viki,

che lo teneva prigioniero, ma Spooner non lo arresta

con la scusa che "Un robot non può commettere un omicidio".

La scena finale mostra Sonny che guarda gli altri NS-5 che si preparano a essere rinchiusi, i

quali, a poco a poco, si fermano a guardarlo a loro volta, ricalcando l'immagine che Sonny

vedeva nei suoi sogni.

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Capitolo 3 L'intelligenza artificiale è l'abilità di un computer di svolgere funzioni e ragionamenti tipici

della mente umana. L'intelligenza artificiale è una disciplina dibattuta tra scienziati e filosofi,

che manifesta aspetti teorici e pratici oltre che etici. Nel suo aspetto puramente informatico,

essa comprende la teoria e le tecniche per lo sviluppo di algoritmi che consentano alle

macchine (tipicamente ai calcolatori) di mostrare un'abilità e/o attività intelligente, almeno in

domini specifici.

Software noti

Cleverbot

Cleverbot è un'applicazione web IA che studia come

mimare delle conversazioni umane comunicando con

gli umani. È stata creata dallo scienziato delle

intelligenze artificiali Rollo Carpenter. Nel primo

decennio della sua esistenza, dopo essere stata inventata nel 1988, Cleverbot tenne migliaia di

conversazioni con Carpenter e i suoi colleghi. Dal 1997, anno in cui fu lanciato sul web, il

numero delle conversazioni ha superato i 65 milioni.

Cleverbot si differenzia dai tradizionali chatterbot poiché l'utente non tiene una conversazione

con un programma che risponde direttamente a un testo inserito. Invece, quando l'utente

inserisce il testo, l'algoritmo seleziona in anticipo delle frasi provenienti dai database delle

conversazioni precedenti.

20 Q

20q è un'implementazione avanzata di un classico problema di intelligenza artificiale, messo

sotto forma di un semplice videogioco. Il giocatore pensa in

precedenza a un qualunque oggetto e il programma tenta di

indovinarlo ponendogli domande che possono avere una

risposta del tipo "Sì" o "No".

Quando il programma non è in grado di indovinare un

oggetto, si arrende e chiede al giocatore di inserire la risposta

da tastiera. A questo punto il nuovo oggetto diventa noto e

viene salvato nella base dati, e grazie alle informazioni date

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dal giocatore, d'ora in avanti potrà essere indovinato.

supporta anche risposte del tipo "Forse" o "A volte" ed è in

grado di gestire situazioni ambigue in cui i giocatori danno

informazioni errate o soggettive. Inoltre, in caso di

insuccesso, il gioco porrà 10 ulteriori domande all'utente

prima di dichiarare il fallimento.

20q si basa su un programma sviluppato già a partire dal

1988, che utilizza una rete neurale per classificare gli oggetti

e apprendere nuove conoscenze.

Nel 1995 il programma è stato pubblicato sotto forma di videogioco per browser.

Boids

Boids è un software d’intelligenza artificiale

realizzato nel 1986 da Craig Reynolds allo scopo di

simulare il comportamento degli stormi di uccelli in

volo.

Il software si basa sull'interazione tra forme di vita

artificiale, dette boid, che si muovono in un contesto

tridimensionale. Nello scenario più semplice, le intelligenze artificiali decidono di modificare

le proprie traiettorie sulla base di tre regole:

Separazione: il boid sterza al fine di evitare il sovraffollamento locale

(dunque si allontana dai boid vicini).

Allineamento: il boid sterza al fine di allinearsi alle traiettorie di volo dei boid

vicini.

Coesione: il boid sterza al fine di muoversi verso la posizione media

(baricentro) dei boid vicini.

In scenari più complessi sono state introdotte altre regole, finalizzate ad esempio a evitare

ostacoli o raggiungere obiettivi.

Il moto dei boid può essere caotico o ordinato.

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Conclusioni

Del tema “Informatica fra scienza e fantascienza” c’era molto da parlare, anche se era per me

un mondo tutto nuovo dato che temi come quelli descritti non li abbiamo trattati in questi anni

di scuola. Sul tema “Smartwatch” c’erano molte cose da dire e ho fatto il collegamento con

l’orologio perché per me era una buona occasione per partire dalla genesi di questo prodotto

che oggi molti usano, di come da una semplice idea per rappresentare il tempo sia nato un

prodotto molto sviluppato. Gli argomenti un po’ più difficili da spiegare sono stati quelli sui

robot e l’intelligenza artificiale, già che sono temi che a scuola non abbiamo mai affrontato. È

stato molto bello fare ricerche sui vari tipi di robot e non mi sarei mai aspettato che Leonardo

Da Vinci sia stato il primo ad averne realizzato uno. Il mondo dei robot e delle intelligenze

artificiali è stato per me fare un viaggio nel tempo passando dal passato al presente e

facendomi pure un’idea del futuro. Di come oggetti che oggi non sono molto usati in un

futuro essi possano sostituire l’uomo in molti lavori che possano velocizzare l’economia nel

mondo. Le intelligenze artificiali, ho scelto questo tema pensando all’assistente di Iron Man.

Jarvis, un’assistente informatico che prende decisioni da solo ovviamente consultando il suo

creatore, poi sempre basandomi sull’armatura di Tony Stark ho pensato ai temi dei robot.

Ovviamente Iron Man è un personaggio dei fumetti, ma in un futuro chissà se con

l’evoluzione dell’informatica e della tecnologia l’uomo arriverà a produrre oggetti così.

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Bibliografia

1. Storia dell’orologio, Tempo di orologi.

2. Smartwatch, Wikipedia.

3. Seiko Ruputer, Wikipedia.

4. LG GD910, Wikipedia.

5. Pebble Watch, Wikipedia.

6. Samsung Gear 2, Wikipedia.

7. Apple Watch, Wikipedia.

8. Robot, Wikipedia.

9. Storia dei Robot, Wikipedia.

10. Utilizzo Attuale, Wikipedia.

11. Robot non autonomi, Wikipedia.

12. Robot Scara, Wikipedia.

13. Rover, Wikipedia.

14. Robot autonomi, Wikipedia.

15. Aibo, Wikipedia.

16. Nabazgat, Wikipedia.

17. iCub, Wikipedia.

18. Io robot, Wikipedia.

19. Intelligenza Artificiale, Wikipedia.

20. Cleverbot, Wikipedia.

21. 20 Q, Wikipedia.

22. Boids, Wikipedia.