Da molti secoli, i filosofi dibattono su questioni insolubili la più comune delle quali è la natura dell’uomo. Noi pensiamo, ma cos’é il pensiero ? Siamo coscienti, ma cos’è la coscienza ? (Dalla prefazione di Jacques Neirynck)

Con questo manualetto, di appena 150 pagine, solo la metà delle quali dedicate propriamente ai veicoli del titolo, Valentino Braitenberg propone uno schizzo, un abbozzo di risposta al profondo problema della coscienza. Si tratta in realtà di un esercizio di immaginazione scientifica (incipit), in cui l’autore propone delle esperienze immaginarie ; non sono fornite che poche tracce di riflessione diretta o di interpretazione. La chiave di lettura è volutamente lasciata al lettore.

L’opera: si parla, come il titolo annuncia, di veicoli, piccoli robot che possono essere « facilmente » costruiti, almeno dal nostro pensiero. I veicoli hanno un motore (quindi possono muoversi), e hanno dei captori, delle unità hardware, capaci di ricevere un segnale dall’esterno.

Il primo robot è molto semplice : nuota in acqua e ha un sensore che attiva il motore in modo proporzionale alla temperatura. Più caldo trova, più svelto avanza. Se la temperatura è bassa e il motore non riesce a vincere l’attrito, il veicolo si ferma.

Il secondo robot ha due captori, ognuno attaccato ad un motore (vedi figura). I fili possono essere in linea o incrociati. Se il captore di destra riceve una temperatura più alta di quello a sinistra, i due motori gireranno a diverse velocità ; se la ruota destra gira più in fretta, il veicolo gira a sinistra, e viceversa.

Dato che abbiamo due veicoli possibili, con i fili semplici o incrociati, avremo anche due comportamenti diversi. Il veicolo con i fili in linea quando sente calore a destra, tenderà a far girare la ruota destra, e a curvare a sinistra, scappando dal calore.
Invece il veicolo incrociato, quando riceve calore a destra attiva il motore a sinistra, e curva quindi a destra. Non appena curvato di novanta gradi il calore sarà per lui dall’altra parte, il che gli farà cambiare direzione. Avrà quindi la tendenza ad andare verso il calore.
(se non riuscite a raccapezzarvi, fate un disegno : é facile)
Avremmo voglia, guardando i due veicoli, di affermare che il primo è un fifone ; il secondo invece é aggressivo.

Il terzo veicolo è simile al secondo, ma ha i motori calibrati al contrario. Altrimenti detto : più la sorgente è calda, meno veloce i motori girano. Questo atteggiamento, porterà i veicoli ad installarsi vicino a sorgenti di calore, e non lontano, come facevano i veicoli del tipo 2.
Anche qui, le connessioni incrociate hanno un ruolo. Le connessioni dirette spingeranno il robot ad avvicinarsi alla sorgente di calore, ed a fermarsi davanti ad essa. Una piccola perturbazione non avrà influenza su di lui ; anche il veicolo a connessioni incrociate si fermerà davanti alle sorgenti di calore. Tuttavia le piccole perturbazioni tenderanno a fargli abbandonare la sorgente calda, andandosene a spasso alla ricerca di un’altra sorgente.
Diremo che il primo veicolo è innamorato ; il secondo invece è un esploratore.
Non è difficile a questo punto immaginare un veicolo con diversi captori, regolati in senso eccitatore (aumenta la velocità quando aumenta lo stimolo) o inibitore, diciamo per luce (in linea, eccitatore), temperatura (incrociato, eccitatore), concentrazione di ossigeno (incrociato, inibitore) e di cibo (in linea, inibitore).

Questo veicolo ha paura delle temperature elevate e detesta le ampolle di luce. Ama gli ambienti ben ossigenati e con molto cibo, e tende a spostarsi quando questi  diminuiscono. Questo robot, ci dice Braitenberg, possiede un sistema di valori, un sapere pragmatico che gli consente la sopravvivenza.

Il veicolo quattro è identico al terzo, ma è capace di reazioni più sofisticate. Ad esempio i motori girano più velocemente in corrispondenza del calore, fino ad una certa soglia. Passata questa, tendono a rallentare di colpo. Tali veicoli possono ronzare intorno alla sorgente di calore, avvicinandosi fino a che lo stimolo diventa forte, per poi allontanarsi di colpo. Possono descrivere orbite complesse e fleurtare con diverse sorgenti di luce o di cibo, tentennando indecisi.
Diremmo che hanno degli istinti, e che prendono decisioni : ad esempio, dopo essersi avvicinati curiosi alla luce, improvvisamente fanno dietro front e fuggono veloci. Ma se prendono decisioni devono avere volontà direte voi. Perché no ?

A questo punto il libro propone questa riflessione : abbiamo l’analisi ascendente, e l’invenzione discendente, l’assemblaggio del motore, e l’attribuzione comportamentale.
È molto facile spiegare cosa succede nell’assemblaggio, ma visto dall’esterno un veicolo appare molto più complesso di quanto non sia in realtà. Abbiamo quindi la tendenza a sovrastimare la complessità.
Potremmo a questo punto costruire dei cervelli artificiali, grazie a delle connessioni a soglia :
una connessione a soglia è un piccolo contatore intermedio attaccato a diversi fili. Non fa assolutamente nulla fino a che almeno tre (o due o dieci) fili non sono percorsi contemporaneamente da corrente. Non importa quali : nel momento in cui questo accade, il dispositivo invia un segnale.
Il veicolo cinque possiede proprio questo tipo di dispositivi : è capace di restare immobile per ore, per poi improvvisamente cominciare a spostarsi quando vede un veicolo vicino, di colore giallo sole, che si muove lentamente verso destra. Può anche contare, decidere di esplorare la decima lampadina che incontra, fuggire dal tredicesimo veicolo che incontra (porta male !), e se gli fornite abbastanza dispositivi a soglia potete farlo giocare a scacchi.
Com’è possibile se il veicolo non ha memoria ? In realtà i dispositivi a soglia permettono di creare una memoria : basta attaccarne due insieme : quando il primo si accende, anche il secondo viene acceso. A questo punto il secondo riaccende il primo, che riaccende il secondo, che eccetera.
I due dispositivi che si influenzano in questo modo stanno conservando memoria di ciò che ha causato l’accensione : combinando queste memorie elementari, è possibile creare una memoria complessa, anche se costosa in termini di spazio e dispositivi.

Il veicolo sei, si muove su un tavolo. Sul tavolo avremo ovviamente le stesse sorgenti di calore, suono, luce o altro, che avevamo in acqua.
Prendiamo parecchi esemplari dei veicoli precedenti, e lasciamoli liberi di circolare : di tanto in tanto, ritiriamo i veicoli e li smontiamo, quindi copiamo quello che hanno dentro (connessioni, memorie, fili) e poniamo la copia e l’originale sul tavolo.
Alcuni veicoli cadono dal tavolo : scartiamoli. Continuiamo invece a copiare quelli che restano sul tavolo.
Il nostro è un gioco frenetico : non abbiamo tempo di studiare i dispositivi, di capire come funzionano e nemmeno dobbiamo. Dobbiamo solo copiare stupidamente i motori.
In questo modo, avremo la tendenza a commettere alcuni errori, sia di precisione (un filo attaccato male) sia di confusione (ricostruzione del veicolo 231 utilizzando un pezzo del 229, per momentanea distrazione). Quelli completamente sballati cadranno dal tavolo (e saranno eliminati dal gioco) ma è verosimile che alcuni diventeranno, per puro caso, dei veri e propri equilibristi, capaci di restare sul tavolo molto a lungo, di evitare gli ostacoli, di schivarli…
È chiaro che i veicoli che resistono a lungo avranno maggiori possibilità di essere copiati, e avranno molti discendenti, a loro volta avvantaggiati dall’hardware vincente del loro padre.
Potremmo chiamare questo gioco evoluzione naturale, e non saremmo davvero lontani dalla verità.

I veicoli di settima generazione contengono dei cavi Mnemotrix : si tratta di connessioni che hanno la capacità di bloccare parzialmente la corrente, grazie ad un’elevata resistenza.
Solo quando entrambi i capi del cavo Mnemotrix ricevono contemporaneamente un impluso avviene qualcosa di interessante : Mnemotrix abbassa la propria resistenza e lascia passare la corrente per un po’ di tempo.
Usiamo questi speciali cavetti per collegare i dispositivi a soglia di un veicolo della quinta generazione. Il risultato è un veicolo che, mentre esplora l’ambiente, cambia di stato interno, attivando alcune connessioni Mnemotrix.
Immaginiamo che dei veicoli rivali e aggressivi, di colore rosso, si aggirino per la tavola. Alla vista del rosso, il nostro veicolo 7 attiverà delle risposte di difesa : i cavi Mnemotrix corrispondenti alla memoria del rosso, saranno attivati e sollecitati così spesso, da non ritornare mai allo stato di partenza, lasciando circolare i propri segnali facilmente. La semplice vista del rosso attiverà tutta una serie di comportamenti preventivi ; è la nascita dell’associazione, la capacità di concettualizzare “rosso uguale pericolo”. Ma potrebbe anche spingersi oltre, assimilando il concetto di colore (qualsiasi colore) all’aggressività, ed estendendolo anche a colori mai visti prima.
Questa è la capacità di generalizzare, almeno in uno dei suoi significati possibili.

Il veicolo otto possiede un occhio. Per questo dobbiamo installargli delle cellule fotoelettriche su una zona frontale, piuttosto piccola, e metterci sopra una lente. Se l’installazione é fatta correttamente, avremo un’immagine (grossolana) del mondo esterno.
Ora connettiamo un gruppo di cellule fotoelettriche vicine con un dispositivo a soglia, in modo che gruppi di cellule siano connesse ad un dispositivo, ma più dispositivi possono essere legati alla stessa cellula.

 

Adesso, se un oggetto appare in lontananza, ecciterà un po’ tutte le cellule, e quindi un po’ tutti i dispositivi a soglia in modo uguale.
Ma se appare vicino, ecciterà solo le cellule di una certa zona del nostro « occhio », e quindi accenderà uno specifico dispositivo a soglia.
Abbiamo quindi costruito un segnalatore di oggetti. Utilizzando accorgimenti simili, non è difficile realizzare un segnalatore di movimento, capace di vedere gli oggetti che si spostano.
Il veicolo otto non vede solo nel senso di percepire uno stimolo, ma ha una vera e propria rappresentazione spaziale nella sua testa.

Il veicolo nove, riconosce le forme. Ad esempio, per riconoscere le simmetrie laterali, potremmo attaccare tra loro le coppie di dispositivi a soglia (abbreviamo in DAS), che corrispondono a zone simmetriche a destra e a sinistra, connettendole a un ulteriore DAS. Se queste sono eccitate simultaneamente, il DAS appena aggiunto si accenderà, riconoscendo l’esistenza di una simmetria.
All’avvicinarsi di un veicolo ignoto, il nostro veicolo nove, riconoscerà la sua simmetria e saprà identificarlo come « veicolo ».
Poco importa che questo dia adito a confusione : in natura a un insetto che cerca un partner usando il suo principio di simmetria, poco importa di essere imbrogliato a volte da un’orchidea, purché il sistema funzioni nella maggior parte dei casi.
Seguendo sistemi analoghi è possibile fornire segnalatori di simmetrie centrali, o di frequenze sonore.

Il veicolo dieci è un pensatore originale. Fino ad ora i veicoli non hanno originalità, non inventano nulla di nuovo, ma sanno memorizzare. Prendiamo un veicolo 7, un concettualizzatore.
Immaginiamo che nella sua vita sul tavolo, abbia imparato a distinguere alcuni oggetti, dei bulloni, un sacchetto di plastica, come indizio di “pericolo, bordo del tavolo”.
È possibile che tutti i concetti che indicano « pericolo ! » si uniscano a formare un concetto più generale, quello di « bordo del tavolo », e da lì quello di « mondo » o « universo ».
Concetti troppo generali possono essere pericolosi, e cancellare quelli meno generali, ma fondamentali alla sopravvivenza ; lasciamo alla selezione darwiniana il compito di eliminare i veicoli troppo « filosofi » ; sempre l’evoluzione sarà garante della diversità di idee, visto che i robot sono molto diversi tra loro.

Il veicolo undici è un genio delle correlazioni. Le correlazioni sono pericolose, perché non è detto che una correlazione implichi un fenomeno di causa effetto. Però se una correlazione avviene spesso è probabile che sia così : inoltre ai fini della sopravvivenza è poco importante sapere se il terremoto è la causa delle tsunami, o se entrambi sono causati da un terzo evento.
Per ottenere delle correlazioni usiamo del filo Ergotrix : Ergotrix permette il passaggio della corrente in una direzione, ma non nell’altra ; inoltre aumenta le proprie performances se è usato di frequente. In questo senso Ergotrix è un correlatore : se due fenomeni avvengono regolarmente in sequenza, Ergotrix amplifica il percorso di corrente elettrica corrispondente.
Questo indurrà un comportamento simbolico : ad esempio all’osservazione che una scarburata del motore destro fa scappare il nemico, questa scarburata diventerà il simbolo « fuori dai piedi ». Allo stesso modo l’avvicinarsi a zigzag di un veicolo rosso potrebbe essere associato a un « rituale di seduzione » che precede una possibile collaborazione.

Il veicolo dodici cura la propria potenziale epilessia. E infatti diventato sempre più probabile, dal veicolo sette in avanti, che un accensione sconsiderata e caotica di tutti i circuiti si inneschi a un dato momento. Uno stimolo eccessivo potrebbe mandare in iperattività il cervello del veicolo, il che nell’uomo avviene nella forma dell’epilessia.
Per evitare questo rischio, ogni dispositivo a soglia deve essere collegato a un regolatore, che alza o abbassa il suo livello di soglia. L’intero cervello è quindi collegato a un contatore, che controlla il livello globale di DAS accesi ; se supera un certo numero, il livello di soglia viene alzato complessivamente. Se al turno successivo di controllo, il numero di DAS attivi è sceso radicalmente, la soglia può essere rialzata. Esiste quindi una funziona che regola il livello di soglia d’attivazione dei DAS.
Lo schema di attivazione è totalmente imprevedibile in un robot abbastanza complesso : Breitenberg ritiene che questo equivalga al libero arbitrio, intendendo con questo che essendo impossibile al suo costruttore, noi, di predire il comportamento del veicolo, esso è non determinato, quindi libero.

Il veicolo tredici sfrutta la propria libertà per darsi degli scopi. Darsi uno scopo significa distinguere il bene dal male, almeno soggettivamente. Il bene di un veicolo è la sopravvivenza, l’approvvigionamento, la collaborazione che porta a questi fini, la difesa da eventuali aggressori.
Per avere uno scopo, occorre in certa misura prevedere il futuro. Se il mio scopo è mangiare un dolce, devo avere almeno la capacità di prevedere quali comportamenti mi forniscono maggiori probabilità di ottenere quel dolce.
Un predittore però non deve accontentarsi di un calcolo di probabilità, fattibile grazie al nostro veicolo correlatore. Deve anche saper valutare la qualità delle proprie predizioni, per un miglior uso futuro. Braitenberg descrive questa macchina immaginaria in dettaglio.
E il bene ed il male ? Togliete a un veicolo 6, il veicolo darwinista, il suo motore. Questo veicolo è misterioso anche se semplice, ma sa fare molto bene una cosa : scappa da ciò che male e va verso ciò che è bene. Allora usiamo il filo della marcia avanti come un’uscita « bene », e il filo della marcia indietro come « male ». Ecco che il veicolo è in grado di decidere cosa è meglio per lui rispetto al possibile futuro, calcolato dal predittore.

L’ultimo veicolo, il numero quattordici è un ottimista e un egoista. Usando il suo predittore e la memoria a corto termine, stocca in memoria la situazione presente per un breve istante, quindi fa rapidamente elaborare al suo predittore i diversi stati futuri possibili.
Il suo meccanismo darwiniano è in grado di dare giudizi sfumati (ad esempio via a massima potenza significa “molto male”, mentre allontanati con calma é “maluccio”).
I veicoli quattordici si spostano nel mondo alla ricerca di una condizione sempre migliore per loro, sono capaci di immagini mentali dello stato da loro agognato. Possiamo osservare un veicolo quattordici alla ricerca di un altro veicolo, attivarsi alla prospettiva della sua compagnia. Desideroso di attaccarsi alla gioiosa sorgente di luce che questo ha sulla gobba, comincia a fare i movimenti che precludono il gesto con cui effettivamente si attaccherà alla sorgente luminosa.
Il veicolo quattordici non è molto dissimile da noi, quando in attesa della creatura amata controlliamo dieci volte dallo spioncino della porta, pregustando un momento che non è ancora arrivato.

Qualche annotazione personale:

Il libro contiene una seconda parte, che spiega le motivazioni biologiche alla base delle scelte fatte. È facile indovinarne alcune: ad esempio l’occhio che abbiamo costruito assomiglia a quello degli insetti, e la selezione naturale, per quanto non sia certo imitata in tutta la sua complessità, è l’idea chiave dei robot 6.
Parte della biologia è ormai obsoleta; non così i ragionamenti che suscita il lavoro di Braitenberg.

Prima di tutto il problema della coscienza: essere coscienti cosa significa? Qualsiasi risposta si possa dare a questa domanda, se vogliamo renderla condivisibile e comprensibile, dobbiamo articolarla nei termini “cosa deve fare una creatura per dimostrare di essere cosciente?”
In questo senso le esperienze di cibernetica di Braitenberg sono illuminanti: da un lato ci mostrano quanto sia facile imitare i comportamenti umani e animali con macchine semplici. Dall’altro ci mette in guardia rispetto alla nostra enorme reticenza a riconoscere a una macchina qualcosa come la coscienza. Ogni volta che i robot esibiscono un comportamento che “sembra cosciente” vogliamo qualcosa in più. Ma quando il qualcosa in più arriva, alziamo la barra per riconoscere la coscienza.
Un discorso simile si applica al “libero arbitrio”. Essere liberi significa cosa? A volte leggendo i moderni trattati ci si potrebbe chiedere se significa qualcosa. Quello che pretendiamo è un comportamento di un certo tipo? Di che tipo? E cosa pensiamo rappresenti un comportamento?
Braitenberg confonde e pasticcia parecchio con le nozioni di determinismo e libero arbitrio: il determinismo è diverso dal libero arbitrio e anche diverso dalla prevedibilità. Non saper prevedere il comportamento di un robot non significa certo che esso non sia determinato, e lo stesso vale per l’uomo. Ma potrebbe darsi che per tutti gli scopi, le utilità e persino per tutto ciò che è possibile osservare, cioè per tutti gli effetti, la non prevedibilità sia identica al libero arbitrio.
Infine, l’aspetto forse più intrigate del lavoro è la semplicità: tutti possono leggere un manualetto da cento pagine, maneggevole e ben scritto, ma semplice. Lo novità è proprio la semplicità con cui fenomeni e problemi profondi vengono esplorati; il dubbio è che come i robot di Braitenberg, i nostri cervelli appaiono complessi visti dall’esterno, fenomenologicamente, senza esserlo poi tanto se guardati dall’interno, dal punto di vista della loro costruzione come fenomeno evolutivo.


EDIZIONE ESAMINATA e BREVI NOTE
Valentino Braitenberg (Bolzano 1926 – vivente), neuroscienziato, biologo, cibernetico, direttore del Max Planck Institut di Tübingen. I veicoli sono la sua più nota invenzione.

Valentino Braitenberg, “Véhicules, experiences en psychologie synthétique”, Presses Polytechniques et universitaires romandes, Lausanne, 1991. Traduzione di Annie, Cantal e Pierre Marchal. Prefazione di Jacques Neirynck. Illustrazioni di Ladina Ribi e Claudia Martin-Schubert.
Prima edizione: “Vehicles: Experiments in Synthetic Psychology'”, Braunschweig (D), 1986.

Bibliografia consigliata:
http://en.wikipedia.org/wiki/Braitenberg_Vehicles Sui veicoli di Braitenberg
http://people.cs.uchicago.edu/~wiseman/vehicles/ una simulazione dei veicoli
« The selfish gene », Richard Dawkins, Oxford university press, sull’evoluzione e le sue regole
« A primer on determinism », John Earman, su determinismo e libero arbitrio
 « The Oxford handbook of free will », AAVV, per una lettura aggiornata sul dibattito inerente al libero arbitrio
« Consciousness explaines » Daniel C. Dennett, sulla coscienza e il suo significato

Thomas Mueller. Agosto 2008. Prima edizione lankelot 2008.