Cibernetica: una vecchia idea raggiunge la maturità

VI PIACE andare allo zoo? Lì potete ridacchiare osservando mamma babbuino che fa la toletta al suo piccolo, spulciandolo. O forse preferite visitare la catena di montaggio di una fabbrica di automobili. Vi aspettereste di vedere qualcosa di simile lì?

Probabilmente no. Eppure nelle moderne fabbriche di automobili potete osservare bracci meccanici che sollevano e trasportano pezzi e materiali per l’assemblaggio. In effetti, essi sfruttano gli stessi princìpi che i babbuini impiegano da secoli per spulciarsi a vicenda. Lo studio di questi princìpi si chiama cibernetica.

Questa scienza può essere nuova, ma il nome non lo è. Migliaia di anni fa Omero usò il termine kybernètes riferendosi al timoniere di una nave. E in seguito Platone applicò questo termine all’uomo che è al timone della nave dello stato. Perciò, che cos’è esattamente la cibernetica? Si può definire “il ramo della scienza che si occupa dei meccanismi di controllo e della trasmissione dell’informazione”, tanto negli esseri viventi che nelle macchine. Il meccanismo di controllo interno di un animale — il suo sistema nervoso — è simile a quello inserito nelle apparecchiature moderne. Il sistema interno opera impartendo ordini, ricevendo informazioni sullo svolgimento dell’operazione (meccanismo di feedback, o retroazione) ed esercitando un controllo, così da operare correzioni se necessario.

Osserviamo mamma babbuino mentre spulcia il suo piccolo. Vedremo che ci sono molte analogie con il funzionamento delle macchine moderne. Per prima cosa, l’occhio individua un parassita. Poi il cervello invia alla mano l’ordine di estrarre l’insetto dalla pelliccia. Il cervello controlla costantemente l’azione nel suo svolgimento, accertandosi che la mano afferri l’insetto e non un ciuffo di peli. E se nel frattempo il piccolo si agita? Niente paura: il cervello della madre è all’altezza della situazione, e impartisce nuovi ordini per compensare i movimenti improvvisi del piccolo. Il babbuino, quindi, ha incorporato un sofisticatissimo sistema di comando, feedback e controllo. Gli studiosi di cibernetica studiano questi sistemi di controllo automatico negli organismi viventi e nelle macchine. Ma in che genere di macchine?

Le moderne fabbriche di automobili sono in gran parte automatizzate. Impiegano non solo macchine, ma macchine autoregolanti, ovvero robot. I robot sono un’applicazione pratica della cibernetica in quanto impiegano gli stessi princìpi di comando, feedback e controllo presenti in mamma babbuino. Questi princìpi permettono a un robot di regolare la propria attività, e quindi  di avere una marcia in più rispetto ad altre macchine. Ma in che modo la cibernetica ha raggiunto la fase dei robot, diventando così una disciplina autonoma?

Dalle carrucole ai robot

Nel corso dei secoli l’uomo ha sempre cercato di risparmiarsi i lavori faticosi e ripetitivi creando macchine che lavorassero per lui. Ovviamente, i primi congegni avevano ancora bisogno di qualcuno che li facesse funzionare e li controllasse, qualcuno in grado di prendere decisioni. Così la ruota, la leva o la carrucola moltiplicavano la forza muscolare dell’uomo, ma potevano funzionare solo sotto l’attento controllo di un essere umano. Con il tempo furono inventate macchine a motore, che sfruttavano l’energia dell’acqua, del vento o del vapore. Tuttavia la presenza dell’uomo era ancora necessaria per misurare il rendimento della macchina, per controllarlo e regolarlo. C’era dunque bisogno di un sistema che tenesse sotto controllo l’attività delle macchine. Si poteva far sì che le macchine si controllassero da sé, almeno in parte?

Il cervello di mamma babbuino non solo impartisce istruzioni alla mano, ma verifica anche l’andamento dell’operazione basandosi sui dati forniti dall’occhio. La nostra brava scimmia non ha bisogno di nessuno che le dica dove si trova il prossimo insetto e come toglierlo. Ha un sistema incorporato di comando, feedback e controllo che le permette di autoregolarsi. Analogamente, una macchina in grado di controllare la propria attività deve avere questi elementi incorporati nel suo automatismo.

La rivoluzione industriale che ebbe inizio verso la fine del XVIII secolo incentivò lo sviluppo di macchine automatiche. Ad esempio, la macchina a vapore fu migliorata quando Watt inventò il regolatore centrifugo. Questo regolatore rilevava la velocità di rotazione (feedback) e regolava una valvola che agiva sull’immissione del vapore (controllo), per cui il rendimento della macchina a vapore era mantenuto al livello prestabilito (comando). La velocità di questa macchina era dunque controllata automaticamente, autoregolata.

Ma mamma babbuino sa fare molte altre cose oltre a spulciare il suo piccolo; sa anche dargli da mangiare e portarlo a spasso. Il suo sistema di controllo automatico è così flessibile che il piccolo può affidarsi alla mamma in tutte le situazioni. Si potrebbe progettare una macchina altrettanto flessibile? Essa avrebbe bisogno di un sistema di controllo che le permettesse di compiere diversi compiti non in relazione fra loro. Sin dagli anni ’50 la scienza della cibernetica ha tentato di soddisfare questo bisogno. Uno dei risultati di questo sforzo sono gli odierni robot.

I robot, un risultato della cibernetica

La parola “robot” deriva da un termine ceco che significa “lavoro forzato”. Nel nostro secolo “robot” ha assunto il significato di “apparecchio multifunzionale riprogrammabile progettato per assolvere una grande varietà di compiti”. Molti robot industriali sono dotati di computer. Sono programmati per diversi compiti, e vengono riprogrammati quando il piano di lavoro cambia. È stato detto che fino all’80 per cento di un robot può essere riutilizzato per svolgere un nuovo compito aggiornando i programmi del suo computer.

Come funziona un robot industriale? Gli esperti di cibernetica impiegano nei robot lo stesso tipo di sistemi di controllo incorporati che abbiamo osservato in mamma babbuino, con funzioni di comando, feedback e controllo. Per cominciare, nella memoria del robot viene inserita una sequenza di istruzioni che corrisponde a un tipo di lavoro. In seguito, quando la macchina è in funzione, i segnali di comando provenienti dalla sua memoria comunicano alla macchina cosa fare. Un sensore incorporato invia dati relativi all’andamento dell’azione (feedback). Nella memoria della macchina, il confronto fra l’andamento dell’azione e il comando originale genera il comando di iniziare la prossima azione. Macchine del genere sono in grado di spingere, tirare, torcere, alzare, abbassare, far ruotare, o addirittura verniciare a spruzzo, saldare, caricare, accatastare e trasportare.

Quella dell’automobile è una delle molte industrie  che usa la cibernetica e utilizza i robot. Questo ha evitato agli operai di lavorare in condizioni di pericolo a motivo di calore, esalazioni o rumore. Un meccanico che lavora in una fabbrica di automobili, ricordando le condizioni di lavoro di 30 anni fa, ha detto: “Io montavo le scatole del cambio, e in questo modo mi sono rovinato la schiena. Oggi questo [lavoro] lo fa un robot”.

Il Cibernetico per eccellenza

Ma i successi della cibernetica non ci devono far dimenticare che anche il più sofisticato automa computerizzato può fare solo ciò per cui è stato programmato. Sia la macchina che il programma sono di progettazione umana. Cosa possiamo concludere, dunque, a proposito del sistema nervoso dell’uomo? È chiaro che è infinitamente superiore sotto il profilo qualitativo.

Norbert Wiener, un pioniere della cibernetica, ha osservato: “Nessun altro elaboratore di dati si avvicina all’economia di energia del cervello”. Fra tutti gli esseri viventi sulla terra, l’uomo possiede “il sistema nervoso meglio sviluppato”. È chiaro che l’uomo costituisce uno splendido esempio di cosa può fare un sistema basato sulle funzioni di comando, feedback e controllo. “La trasmissione delle informazioni all’interno del sistema nervoso è più complessa della più vasta centralina telefonica”, riferisce la New Encyclopædia Britannica, e aggiunge: “La capacità del cervello umano di risolvere problemi è di gran lunga superiore a quella dei computer più potenti”.

Tutto questo fa dunque onore al Progettista dell’uomo, Geova Dio, che è senz’altro il più geniale cibernetico di tutti i tempi. “Sono fatto in maniera tremendamente meravigliosa”, scrisse Davide in Salmo 139:14. Ogni essere umano sano è dotato alla nascita di un sistema nervoso che gli permette di essere padrone delle proprie azioni. Alcune capacità si sviluppano subito. Raccogliere oggetti e trasportarli è letteralmente un gioco da bambini. Per altre cose, come andare in bicicletta o suonare il piano, c’è bisogno di esercizio.

Il sistema di controllo dell’uomo è estremamente flessibile. Può essere usato persino per impartire guida morale. In Efesini 6:4 la Bibbia incoraggia i genitori a inculcare nel cervello dei figli i giusti valori morali, la “norma mentale” di Geova. Un bagaglio abbondante di norme morali può guidare il figlio nel prendere decisioni e aiutarlo a controllare la propria attività.

Il termine kybèrnesis ricorre in 1 Corinti 12:28, dove denota la “capacità di dirigere”, ovvero — per usare le parole di un dizionario biblico — si applica a “coloro che agiscono da guide” entro la congregazione. (Vine’s Expository Dictionary of Old and New Testament Words) Anche la congregazione cristiana si può comportare come un sistema cibernetico, con obiettivi e norme teocratiche. Ogni singolo componente può tenere sotto controllo la sua attività in base ai valori esposti nella Bibbia.

La cibernetica, dunque, è vecchia come la creazione. Naturalmente mamma babbuino non lo sa, né gliene importa. Ma noi, in qualità di creature di Dio intelligenti, apprezziamo il meraviglioso dono del sistema di controllo che abbiamo incorporato. Usandolo nel modo giusto possiamo impiegare i nostri doni alla gloria del supremo Cibernetico, Geova Dio.

[Referenza fotografica a pagina 21]

BMW Werkfoto Nr. 88090