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Io Uomo tu Robot
Robot collaborativi e nuovi trend della robotica

Per il futuro della tecnologia  la combinazione dell’Intelligenza Artificiale, delle Tecnologie della Comunicazione e la Robotica  potranno rappresentare le nuove tecnologie abilitanti nel contesto di un nuovo ciclo espansivo legato all’inizio della quarta rivoluzione industriale.

La robotica  è  pertanto candidata  ad essere una delle  nuove tecnologie promettenti dopo un percorso che ha visto la sua iniziale comparsa nel settore manifatturiero negli anni ’60 e successivamente evolversi in ambienti più professionali come la robotica per le esplorazioni spaziali,   le applicazioni mediche e, circa 10 anni fa,  entrare nelle nostre case.

Robot domestici in grado di svolgere compiti in autonomia, affiancare e collaborare gli umani nelle attività quotidiane e , prioritariamente, per affrontare le sfide legate al progressivo invecchiamento della popolazione e contribuire al miglioramento della qualità della vita dell’uomo e della società.

Il suo contributo  risulterà essenziale se la ricerca, portata avanti dalle  università, centri di ricerca ed aziende di settore,  si  avvarrà sempre più, ed in modo sinergico, di competenze disciplinari diverse orientate  sempre più sulla convergenza tra biologi, ingegneri e cognitivisti con innovativi risultati che vedono la robotica “classica” diventare sempre più Biorobotica e Robotica avanzata.

Attualmenteprogettare e realizzare macchine dotate di reale autonomia è un problema ancora non del tutto risolto e i ricercatori robotici sostengono che la sola progettazione a livello ingegneristico non può portare in modo soddisfacente alla soluzione di problemi complessi. In tal senso il riferimento al paradigma biologico è fondamentale in quanto solo gli organismi viventi sono  sistemi autonomi che presentano un grado di complessità e robustezza che li rendono efficienti ed adeguati per adattarsi alle diverse e mutevoli caratteristiche ambientali.

I prossimi decenni saranno caratterizzati dall’evolversi di un nuovo ecosistema di robot umanoidi  in grado di  collaborare con l’uomo attraverso un’interazione uomo-macchina che porterà ad un miglioramento dell’ergonomia dei luoghi di lavoro e delle condizioni di lavoro in generale.

Robotica collaborativa

Nel settore della robotica industriale la collaborazione tra uomo e robot sarà il trend del prossimo futuro con i robot collaborativi o cobot: sistemi in grado di lavorare a fianco dell’uomo e in totale sicurezza, senza le tradizionali barriere di separazione e dotati per questo di sensori e apparecchi di visione in grado di percepire il contesto esterno.

Attraverso tecnologie legate all’Intelligenza Artificiale è possibile costruire una sinergia con i robot collaborativi per contenere i margini di errore, semplificare i controlli e ottimizzare i processi produttivi. L’Italia è un Paese che vanta una capacità manifatturiera in Europa seconda solo alla Germania e se vorrà continuare a crescere i robot dovranno interagire con l’essere umano  e superare la soluzione con robot tradizionali che oggi non è più competitiva.

Nel panorama economico la Fabbrica 4.0 è uno dei temi di maggiore attualità ed a questa tematica sono dedicati diversi eventi. Recentemente si è tenuta  a Fiere di Parma dal 23 al 25 marzo la  16esima edizione di MECSPE confermandosi un punto di riferimento  per la Fabbrica Digitale 4.0 , una manifestazione anticipatrice dei nuovi trend di innovazione tecnologica. Un evento rivolto alle PMI italiane che progettano una trasformazione in chiave digitale dei loro processi produttivi.

Di particolare interesse l’area dedicata alla Robotica collaborativa e logistica 4.0  con i cobot impegnati in operazioni di handling, assemblaggio e controllo qualità, interconnesse con tecnologie IoT (internet of things). Una sfida che si gioca sulla capacità di introdurre “intelligenza” direttamente negli oggetti d’uso per attivarne nuove potenzialità con l’obiettivo di  supportare  la decisione umana.

Jobot è un robot per uffici presentato alla Fiera  ed  il risultato della ricerca  tra il Centro Piaggio dell’Università di Pisa ed Eutronica, start up innovativa di Percorsi Erratic, la rete di imprese per costituire un ambiente attraverso il quale favorire la generazione di business fortemente innovativi. 

Un robot   progettato per trasportare in modo del tutto  autonomo oggetti in diversi punti di ambienti, come gli uffici, o le fabbriche per loro natura complessi. Lucia Pallottino, docente di robotica al dipartimento di Ingegneria dell’Informazione dell’Università di Pisa e vice-direttrice del Centro Piaggio spiega che il robot  “è provvisto di un sistema di navigazione che mappa l’ambiente in cui si trova a operare e lo rende in grado, in modo autonomo, di calcolare i percorsi ottimali, evitare ostacoli imprevisti, riconoscere situazioni di potenziale pericolo ed elaborare di conseguenza, in tempo reale, le azioni più idonee, dall’arresto a percorsi alternativi”.

 “La robotica collaborativa è nata dai criteri di sicurezza per l’uso senza protezioni fisiche, ovvero le macchine sono state concepite e create per essere usate a contatto diretto” dichiara Federico Vicentini, ricercatore presso ITIA-CNR e coordinatore del Premio Robotica Innovativa e del convegno Robotica Industriale a MECSPE il 24 marzo, che descrive le innovazioni e i progressi che la robotica collaborativa ha compiuto in ottica safety.

È un nuovo modo, più flessibile e veloce, di eseguire operazioni anche complesse, grazie alla capacità di controllare in modo sicuro la potenza della macchina. Basti solo pensare all’impatto che sta avendo l’uso di robot in modalità collaborativa sul risparmio dello spazio occupato: questo è stato possibile grazie alla trasformazione delle barriere di separazione in protezioni “software” di tipo più evoluto ed adattabile.”

Sempre per restare nel settore della robotica collaborativa altri eventi di rilevo sono quelli organizzati, nell’ambito di Technology Hub ( 20-22 aprile 2017, Milano, fieramilanocity),   una specifica area dimostrativa di robotica collaborativa   dove  i visitatori potranno vedere i cobot impegnati in operazioni di handling, assemblaggio e controllo qualità, interconnesse con tecnologie IoT.

l' Internet dei Robot

L’Internet degli oggetti o IoT, acronimo dell'inglese Internet of things, è stato introdotto da Kevin Ashton e si  riferisce all'estensione delle potenzialità della rete al mondo degli oggetti e dei luoghi concreti. Di particolare interesse è l’interattività tra la robotica di servizio e le recenti ed innovative  tecnologie  come l’Internet of Things , il Machine-to-Machine e  l’infrastruttura di cloud computing in un’ottica futura sempre più smart. Per James Kuffner, professore presso l’Istituto di Robotica della Carnegie Mellon University, la cloud robotics  rappresenta un “nuovo approccio alla robotica che si avvale di Internet come risorsa per il calcolo parallelo e la condivisione di grandi risorse di dati”. In questa prospettiva i robot non sono più considerati un sistema isolato potendo connettersi  in rete comunicando con l’ambiente di cui divengono parte e collaborando con altri robot per scambiarsi risorse e informazioni. IoT, cloud e 5G sono fattori  di sviluppo essenziali per la nostra industria ed un reale sviluppo della Cloud robotics si avrà con l’utilizzo del 5G un sistema di telecomunicazioni che  permetterà velocità di trasferimento altissime e nuovi modi di sfruttare il traffico dati in tempo reale, ma anche di connettere più persone e più dispositivi.

Progetti

ANDY   ”Advancing Anticipatory Behaviors in Dyadic Human-Robot Collaboration”

Coordinato da Francesco Nori, ricercatore dell’ Istituto Italiano di Tecnologia, ha avuto avvio il progetto europeo ANDY   che abbiamo già avuto modo di ricordare si è classificato primo nel bando dell'Unione Europea H2020 ICT di Robotica (“Advanced robot capabilities research and take-up”) su 75 proposte presentate in tutta Europa.

L’obiettivo principale è quello di migliorare la capacità dei robot di collaborare con l’uomo in ambienti industriali e domestici, interpretando  le esigenze fisiche delle persone e riducendo in tal modo i rischi di infortunio.

I robot del progetto ANDY dovranno essere in grado di adattarsi a diversi ambienti (dalle PMI alle grandi realtà aziendali, ad ambienti domestici), incentrando il proprio funzionamento sull’interpretazione dei movimenti dell’operatore umano, così da agevolarlo sia nelle azioni più complesse che in quelle routinarie e assisterlo per evitare infortuni sul lavoro.

Le capacità saranno trasferite su tre diverse tipologie di robot: i “cobots”, cioè robot industriali certificati per lavorare a stretto contatto con l’uomo, gli esoscheletri in grado di rafforzare e guidare il corpo delle persone nelle loro attività lavorative, ed i robot “companions”, ovvero robot evoluti in grado di eseguire compiti adeguati allo stato fisico delle persone.

La nostra idea è quella di sviluppare una tecnologia indossabile dai lavoratori in grado di far capire ai robot i movimenti specifici che compiono le persone”, spiega Francesco Nori, ricercatore dell’Iit e coordinatore del progetto. “Attualmente, infatti, non esiste una tecnologia che sia sufficiente a far capire ai robot quali forze fisiche sta compiendo una persona in modo da poterla aiutare nei movimenti e negli sforzi fisici”.

L’interpretazione dei movimenti dell’operatore umano da parte dei robot prevede un processo graduale a tre tappe. La prima  sarà realizzata grazie alla vestizione di una tuta sensorizzata che è in grado di tradurre le azioni di una persona in dati interpretati dal robot  che in tal modo potranno intervenire in aiuto con movimenti specifici. Dati che consentiranno ai cobot -robot collaborativi industriali- di interagire con l’uomo al fine di ottimizzarne gli aspetti ergonomici dell’interazione, minimizzando, cioè, gli stress muscoloscheletrici e diminuendo i rischi di infortunio sul lavoro.

La seconda tappa prevede l’integrazione di sensori più compatti all’interno di un esoscheletro robotico, il quale sarà un sistema capace di correggere, assecondare o potenziare le azioni di un lavoratore, individuando l’assetto più comodo per il corpo ed evitando la possibilità di infortuni; l’esoscheletro potrà trovare applicazioni anche in ambito riabilitativo.

La terza ed ultima tappa rappresenta la parte più complessa ed avanzata di tutto il progetto ed è  basata sull’anticipazione del comportamento umano da parte di robot cognitivi (come iCub), con l’obiettivo di rendere gli umanoidi “companions” adeguati per la vita quotidiana in quanto in grado di saper prendere decisioni ed agire di conseguenza rapidamente e garantire la stabilità dell’interazione, in condizioni di imprevedibilità del comportamento dell’uomo e

in contesti per loro natura  mutevoli. Robot che per le loro capacità esibite potranno essere impiegati per l’assistenza agli anziani o persone che necessitano di supporto continuo. Una sfida essenziale se pensiamo che nella sola Italia ci si aspetta che nel 2030 un italiano su tre  avrà un’età superiore ai 65anni ed  “invecchiare è un privilegio e una meta della società” (OMS). In questo caso la tecnologia robotica viene in aiuto per fornire un concreto aiuto e rispondere alla nuova domanda di welfare. Molte delle tecnologie sviluppate per la robotica potranno ritornare sull’uomo come protesi, esoscheletri o macchine riabilitative. Importante e più immediata ricaduta sociale della robotica.

 

 

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    intelligenza artificialeinterazione uomo-robot

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