Giovane forlivese è esperto della stretta di mano robotica: "La sfida ora è tornare a darci la mano tra umani"

Si può dire che è un esperto di 'strette di mano', le ha analizzate a lungo nei suoi studi di ingegneria informatica. Ma cosa c'entra la stretta di mano con l'ingegneria? C'entra perché due anni fa il forlivese Francesco Vigni, 30 anni, è stato uno degli artefici dello studio sulla “stretta di mano” tra uomo e un robot, condotto all’Università di Siena, un lavoro che è stato finalista a Montreal, in Canada, in una delle più importanti conferenze internazionali di robotica, la International Conference on Robotic and Automation. Per applicarla al robot, ha prima dovuto capire i significati, non scontati, che attribuiamo – o forse è meglio dire attribuivamo – a questo gesto di saluto e cordialità.

Partito con una bocciatura, laureato con 110 e lode

Vigni è nato e cresciuto a Forlì da mamma dominicana e babbo senese. Per questo sa l'italiano e lo spagnolo. Nella sua professione usa l'inglese e dato che da qualche anno vive a Monaco di Baviera ha pure confidenza con il tedesco, passando da un’infarinatura di francese avuta nella scuola superiore. E' insomma un cittadino dell'Europa. “A Forlì ho completato i miei studi superiori a Ragioneria, oggi Istituto tecnico economico Matteucci, una scuola che ho avuto l’onore di rappresentare per due anni, ormai più di dieci anni fa. Alla fine delle superiori ho deciso di spostarmi nella città natale di mio padre per continuare a costruire il mio futuro. Mi sono laureato alla triennale in Ingegneria Gestionale al l’Università di Siena e ho continuato gli studi con una laurea magistrale in Computer and Automation Engineering nello stesso ateneo”.

“Il mio percorso accademico è stato 'graduale', sono partito da una bocciatura in prima superiore a Ragioneria e ho finito con una laurea magistrale con 110 e Lode in Computer and Automation Engineering. Oggi mi occupo di ricerca e sviluppo in ambito di intelligenza artificiale e robotica per interazioni sicure con operatori umani”, spiega, indicando così che non tutti i percorsi scolastici che iniziano con qualche difficoltà sono destinati al fallimento. E c'è appunto anche la sua firma sulla ricerca sulla stretta di mano robotica. Quando Vigni la presentava a Montreal, nel maggio del 2019, non immaginava certo che questa secolare abitudine sarebbe stata stravolta appena un anno dopo, a causa della pandemia che impedisce contatti diretti.

La sfida della stretta di mano robotica

“La stretta di mano è un’interazione sociale diffusa in maniera trasversale tra molte culture e regioni geografiche. Viene, o meglio veniva, utilizzata come canale di comunicazione non verbale sia in contesti professionali che familiari. - spiega il giovane forlivese -. Ma come si può definire analiticamente? Durante gli studi magistrali ho frequentato la Technische Universität München (TUM) a Monaco di Baviera per sei mesi. Al mio rientro dall’Erasmus avevo ancora più voglia di sperimentare la stretta di mano robotica, grazie al supporto del laboratorio SirsLAB  guidato dal Prof. Prattichizzo. Durante la tesi magistrale ho collaborato con i ricercatori della Disney Research di Zurigo e ho visitato i loro laboratori per un mese, dove abbiamo completato la ricerca e scritto l’articolo”. 

L'idea di fondo è che con la stretta di mano gli umani non solo si salutano o avviano uno scambio comunicativo, ma esprimono la propria personalità. La sfida è quindi replicare queste personalità nel robot: “Per questo lavoro abbiamo utilizzato soluzioni robotiche e di teoria del controllo come strumenti per capire meglio come funziona la stretta di mano tra uomini e come si possono manipolare i parametri per attribuire diversi tipi di 'personalità' al robot. Due anni fa questo lavoro è stato nominato finalista come Best Paper in Human-Robot Interaction alla International Conference on Robotics and Automation svoltasi a Montreal in Canada”.

Ma la nuova sfida è tornare a darsi la mano tra umani

Dal robot  si torna all'essere umano, perché la 'stretta di mano' è diventata ora una nuova sfida dell'uomo, quella del ritorno alla normalità. “La nostra vecchia stretta di mano? - si chiede Vigni -. Durante questo lavoro sulla stretta di mano robotica, ho imparato tantissimo sia sul lato tecnico delle mani robotiche (ho lavorato con la “Pisa/IIT SoftHand”, mano robotica antropomorfa prodotta in Italia) che sull’interazione sociale in sé. Questa situazione pandemica ha influenzato in maniera dirompente sulle nostre interazioni, al punto che stiamo facendo a meno anche della naturale stretta di mano da più di un anno. Ci siamo abituati a “dare il gomito” o a stringere gli occhi come cenno di empatia, ma entrambi questi canali di comunicazione sono limitanti rispetto alla cara vecchia stretta di mano”.

Perché? “Le informazioni che riusciamo a trasmettere ora sono poche, non possiamo dare il gomito in maniera più o meno decisa e non possiamo neanche stabilire la durata dell’interazione. Ci possiamo ricordare di come si faceva, e di cosa riuscivamo a capire della personalità di una persona solo dalla stretta di mano. Le strette di mano conoscitive in contesti lavorativi erano un biglietto da visita e ad oggi sono state sostituite dal link della piattaforma virtuale di turno. A due anni dalla conclusione di questa ricerca sono stupito di quanto velocemente ci siamo adattati a questa nuova normalità e di quanto la ricerca scientifica possa aiutare la società in momenti come questi. Infine, credo fermamente che un buon indicatore di “normalità” possa essere quando torneremo a darci strette di mano con la sicurezza e confidenza di una volta”.

La ricerca di Vigni e dei suoi colleghi

Il lavoro, pubblicato nell’articolo “The Role of Closed-Loop Hand Control in Handshaking Interactions” riguarda il sistema di controllo della forza di interazione durante una stretta di mano tra un essere umano e un robot, e ha ricevuto la nomination come finalista per il miglior articolo scientifico sul tema dell’interazione tra l’uomo e la macchina. Gli autori dello studio sono Francesco Vigni, Domenico Prattichizzo, professore di Sistemi Automatici e Monica Malvezzi, professoressa di Meccanica, entrambi del dipartimento di Ingegneria dell’Informazione e scienze matematiche dell’ateneo senese,  e Espen Knoop, ricercatore presso Disney Research di Zurigo.

Nella robotica è possibile trovare vari esempi di strette di mano tra uomini e robot o tra robot e robot, anche se nella maggior parte dei casi si tratta di interazioni esemplificative, utili per mostrare diversi sistemi robotici e mani antropomorfe. Non esistono ancora molti studi quantitativi su questa interazione e non è facile descrivere ciò che permette di definire una stretta di mano “buona” o “cattiva”. Il lavoro presentato da Vigni, Knoop, Prattichizzo e Malvezzi ha l’obiettivo di identificare quali sono i fattori del sistema di controllo della forza con cui la mano robotica stringe quella umana che rendono questa interazione più simile a una stretta di mano tra due persone, e come è possibile regolarli per attribuire diversi tipi di “personalità” al robot.