Lo shaping nell’apprendimento per approssimazione

di FABIANA BUONCUORE – Abbiamo parlato spesso dell’apprendimento tramite rinforzo positivo (positivo nel senso di ”aggiungere”, segno +, per il cane un evento piacevole, sia esso gioco o cibo) o punizione negativa (ovvero che “sottrae”, segno -, qualcosa al cane, non concedendogli l’evento piacevole).
Esempio:  il cane si mette a terra, il cane riceve il premio; il cane rifiuta di mettersi a terra, il cane si vede negato il premio.
Come comportarci, però, quando possediamo un cane (e ce ne sono parecchi) che proprio non ama mettersi a terra? E quando il “terra” non è altro che il primo step di un esercizio più complesso (ad esempio, il “rotola”)?
Tecnicamente, visto che il rinforzo positivo si mette in atto dopo che l’esercizio è stato correttamente eseguito, nel primo caso bisognerebbe aspettare che il cane si mettesse a terra spontaneamente seguendo il bocconcino, per poi premiarlo, mentre nel secondo caso, peggio ancora, dovremmo premiare il cane solo dopo che questo avesse compiuto un giro completo su se stesso rotolando per terra.
E qui, pertanto, entra in campo quello che in addestramento è chiamato “Shaping”, che in inglese significa “modellamento”, il quale altro non è che una tecnica di apprendimento per approssimazione: consiste, infatti, nel premiare, gradualmente, tutti quei comportamenti che si avvicinano al modello finale che è l’obiettivo del nostro lavoro.
Il cane, infatti, rilevando un riscontro positivo nell’eseguire una determinata azione, tenderà a ripeterla; quando questa, poi, cesserà di produrre un evento piacevole (il premio), invoglierà il cane, prima che questo decida di abbandonare quel tipo di azione perché non più produttiva, ad enfatizzarla spingendosi un po’ più avanti nell’esecuzione, nel tentativo di ottenere nuovamente il premio che prima riceveva; a questo punto il premio arriverà nuovamente, convincendolo che è sulla strada giusta.

Partiamo da un esempio “naturale”, per rappresentare meglio il concetto, che esposto così teoricamente risulta forse poco comprensibile.
Il lupo, come ogni predatore, cerca di dosare le proprie energie fisiche, ottimizzando gli spostamenti per ottenere il massimo tornaconto col minimo sforzo, poiché, se si ritrovasse senza “carburante”, non potrebbe più cacciare efficacemente, e morirebbe di fame.
Ipotizziamo un lupo che stia perlustrando un ettaro di bosco, all’interno del quale è presente una tana di conigli, ma non si sa dove. Inizialmente il lupo percorrerà casualmente l’area in lungo e in largo, sperando nel fortuito incontro con una preda. Finalmente ne incontra una, in un determinato punto nella metà sud del bosco. In quel momento ha ottenuto un rinforzo positivo: essere in quel punto del bosco gli ha portato un coniglio, per cui il lupo penserà “caspita, qui c’è cibo: ci tornerò anche domani”, escludendo dalla sua area di ricerca la parte a nord del bosco.

Il giorno dopo il lupo tornerà nello stesso punto, ma non troverà alcun coniglio; prima di abbandonare la zona, però, proverà a spostarsi su un’area circolare che ha come centro il punto di ritrovamento del giorno prima. Proverà a nord, poi a ovest, a sud… e infine, allontanandosi verso est, troverà ben due conigli. Questo nuovo rinforzo gli farà capire di essere sulla strada giusta: il giorno dopo tornerà nello stesso punto, ma anziché seguire un’area di ricerca casuale a partire dall’ultimo ritrovamento, il lupo, non trovando conigli nella zona del giorno prima, si dirigerà fin da subito verso est, perché quella è la direzione che precedentemente gli ha portato un tornaconto.

Proprio procedendo in quella direzione, il lupo incontrerà presto ben tre conigli: avrà dunque appreso che procedere verso est è la strategia di caccia migliore.
Il quarto giorno si recherà pertanto direttamente nel punto fruttuoso, anziché sprecare energia nell’esplorazione del bosco, per poi incamminarsi fiducioso nella direzione che la sua esperienza gli ha suggerito.
Procedendo ancora verso est, però, troverà nuovamente solo due conigli. A questo punto capirà che continuare a procedere verso est è diventato controproducente, pertanto la zona di caccia migliore, con probabile presenza della tana dei conigli, sarà quella a sud-est del bosco, nella quale ha ottenuto il rinforzo positivo maggiormente abbondante.

Dal giorno dopo, il lupo si dirigerà in quel punto, riducendo l’area di ricerca a quella zona.
Avrà imparato dove cacciare per shaping, modellando gradualmente il proprio comportamento in relazione alla risposta sempre più positiva ricevuta dall’ambiente.

Traduciamo ora questa situazione riprendendo i due esempi di prima, partendo dal cane che non ama mettersi in posizione di “terra”.
Attendere che il cane si metta giù spontaneamente, per poi premiarlo solo dopo, potrebbe non portare mai a nulla: il cane potrebbe considerare il non ottenere il premio come un sacrificio accettabile, se paragonato alla soddisfazione di non aver eseguito quell’esercizio che proprio non gli piace. Procederemo dunque portando, tramite il luring (ovvero il metodo con cui facciamo andare il muso del cane nella direzione desiderata), il cane ad effettuare anche solo una minima variazione posturale che si avvicini, seppur lontanamente, alla posizione-obiettivo.

Il cane arriva al massimo a chinarsi leggermente in avanti, abbassando un pochino i gomiti? Bene, premieremo quando farà quello. Nella sua mente, il pensiero sarà pressappoco: “tutto qui? Accettabile, questo lo faccio volentieri per un pezzo di wurstel. Ripeteremo l’esercizio due o tre volte, in sessioni di addestramento distanti nel tempo, finché il cane non ripeterà senza tentennamenti il movimento. A quel punto… il premio non arriverà più, invogliando il cane a ragionarci sopra. “Eh? Ma sei tonto? Non lo vedi che mi sto chinando? Dammi quel bocconcino! Uff… ecco, guarda, per farti capire che sto facendo giusto mi chino ancora di più. Lo vedi, adesso, che sto basso?” Eccome, se lo vediamo! Quindi il nostro cane riceverà un premio bellissimo, enfatico e gratificante, che lo faccia sentire il più figo della terra. Senza pretendere nulla di più, da quel momento premieremo solo quando si sarà chinato maggiormente, convincendolo che quella è l’azione che gli porta il maggior tornaconto. Dopo alcune sessioni, e solo quando il cane saprà esattamente quale movimento lo porta al premio… questo di nuovo scemerà, invogliandolo nuovamente a spingersi oltre. Proverà a scendere ancora, magari arrivando a poggiare i gomiti a terra, ma non il posteriore: a quel punto arriverà di nuovo il super-premio, che lo porterà all’intuizione che si sta muovendo nella direzione giusta. Attenzione: il passaggio da una fase all’altra non sempre è così fluido ed immediato; se il cane rifiuta di eseguire il passaggio successivo, ritorniamo alla fase precedente per alcune sessioni, per poi chiedere al cane un lievissimo passo avanti soltanto quando il comportamento sarà ben fissato: riceverà un premio maggiormente gratificante quanto più si sarà abbassato, in modo da capire che abbassarsi gli fa ottenere “un coniglio”, ma sforzarsi di abbassarsi un centimetro di più gli procurerà “tre conigli”. Ben presto il cane accetterà di spingersi più avanti, allettato dalla prospettiva di un maggiore tornaconto.
Si procederà dunque con questo “tira e molla” psicologico, finché il cane, quasi senza accorgersene, giorno dopo giorno si avvicinerà al terreno sempre più, fino ad arrivare alla posizione desiderata.

Questo è, grossomodo, l’applicazione dello shaping nell’insegnamento di un esercizio semplice, ma non gradito dal cane; quando, invece, vogliamo insegnare al cane un esercizio complesso, lo shaping è un’ottima soluzione per apprenderlo gradualmente.
Ripescando l’esempio del “rotola” (comando sportivamente ed educativamente “inutile”, ma ad esempio utilizzato nella dog dance o semplicemente divertente da eseguire a casa), sarà difficile che un cane esegua un giro completo su se stesso spontaneamente, per cui, riutilizzando il nostro amato luring, indicheremo al cane la direzione da seguire col muso, per poi premiare anche solo il momento in cui il cane ruoterà la testa verso il proprio fianco: questo è, infatti, il primo movimento che il cane compie per darsi la spinta per rotolare. Una volta scoperto che ruotando la testa verso il fianco il cane ottiene un premio, la prima volta che gli rifiuteremo il premio, invogliandolo a ruotare leggermente di più, il cane saprà già quale direzione seguire: allungandosi oltre il limite precedente, scoprirà che questo gli porta finalmente quello che desidera. Gradualmente premieremo sempre un maggiore pezzo di strada, finché non avremo ottenuto la rotazione completa.

Lo shaping, insomma, è un metodo di insegnamento per gradi, che spinge il cane a superare il proprio limite quasi senza che esso se ne accorga: è un efficacissima strategia che, usata correttamente e senza mai avere fretta, può portare all’esecuzione di esercizi anche complessi, come il salto dell’ostacolo con riporto per i cani da utilità e difesa o l’apertura delle porte per i cani per disabili.