Robot collaborativi: quando la realtà ha superato la finzione

Ancor oggi la parola “robot” è spesso associata a personaggi della fiction come R2-D2 o C-3PO di Star Wars (noti come C1-P8 e D-3BO nel primo doppiaggio di Guerre stellari).

Eppure, la robotica avanzata ha lasciato da tempo il mondo della fantascienza e viene utilizzata quotidianamente nelle fabbriche e nelle industrie di tutto il mondo. Ciò che era inimmaginabile qualche anno fa è già una realtà in molte aziende.

Ma quali sono, effettivamente, le capacità reali dei robot moderni? Di seguito, un breve excursus.

La sensoristica

Robot come WALL-E (dell’omonimo film animato della Pixar) sono noti per riconoscere e reagire all’ambiente circostante. La percezione sensoriale li aiuta a navigare nel loro mondo e interagire con gli esseri umani.

Questo non è più un sogno, ma una realtà: tecnologie all’avanguardia come i sistemi di visione 3D, i sensori di forza/coppia e LiDAR (Light Detection And Ranging) stanno già fornendo ai cobot avanzate capacità sensoriali. Consentono loro di percepire con precisione l’ambiente circostante e interagire in modo sicuro con oggetti e persone. Questa capacità è particolarmente cruciale in applicazioni delicate e in ambienti di produzione, come l’assemblaggio di componenti elettronici.

L’intelligenza

Il tenente comandante Data delle serie tv e dei film di Star Trek: The Next Generation è un androide senziente con una struttura cerebrale positronica, che possiede intelligenza superiore, eccezionale potenza di elaborazione e capacità di memoria. Allo stesso tempo, cerca continuamente di capire e imparare di più sull’umanità e sulle nostre emozioni.
Questo tipo di adattabilità istantanea e capacità di apprendimento è un segno distintivo di molti robot immaginari.

Nella realtà, gli algoritmi di ML (Machine Learning) e IA (Intelligenza Artificiale) vengono integrati nei cobot per migliorarne le capacità. Questi algoritmi consentono loro di imparare da affermazioni e input umani, adattarsi a nuovi compiti o ambienti, ottimizzare i movimenti e prevedere i guasti. I cobot hanno la capacità di apprendere dai dati e di migliorare continuamente le proprie prestazioni, un aspetto particolarmente vantaggioso per il controllo di qualità e la manutenzione predittiva.

Le lingue

Il rilucente C-3PO di Star Wars è noto per le sue impressionanti abilità linguistiche e la sua capacità di comunicare con esseri viventi «in oltre 6 milioni di forme di comunicazione». Questa abilità lo rende un compagno indispensabile nella celebre «galassia lontana lontana».

I moderni cobot utilizzano la tecnologia NLP (Natural Language Processing, elaborazione del linguaggio naturale) per comprendere e rispondere ai comandi verbali degli operatori umani. Questo permette un’interazione intuitiva e naturale con gli esseri umani, semplificando la programmazione e il funzionamento senza richiedere una formazione specifica. Le tecnologie NLP migliorano la capacità dei cobot di comprendere istruzioni complesse ed eseguire attività in più fasi.

Gli scambi in tempo reale

Nelle avventure di Batman, il laboratorio della sua Batcaverna è un ottimo esempio di sistemi collegati in rete, dove macchine e tecnologie lavorano insieme senza problemi. Il quartier generale del giustiziere è raffigurato come un sofisticato centro dove si può accedere a una varietà di macchine, gadget e computer per svolgere compiti complessi.

Nel mondo reale della robotica collaborativa, l’integrazione dei cobot nell’IIoT (Industrial Internet of Things) consente funzionalità di rete simili. I cobot possono scambiare dati con altre macchine e altri sistemi in tempo reale, adattandosi rapidamente ai cambiamenti nella linea di produzione. Questa connettività favorisce processi di produzione più efficienti e flessibili.

La sicurezza

Non è soltanto nei racconti riuniti nell’antologia Io, robot e nei romanzi successivi che le tre leggi di Asimov sulla robotica giocano un ruolo centrale nell’ottimizzare l’interazione sicura tra esseri umani e robot e quindi nel ridurre al minimo i potenziali pericoli per l’uomo.

La sicurezza è anche un problema chiave per la robotica collaborativa negli ambienti industriali reali. I cobot sono sviluppati per soddisfare standard quali ISO 10218-1. Inoltre, il Fraunhofer IFF ha sviluppato un nuovo ISO/PAS 5672:2023 che descrive i metodi di test per misurare le forze in applicazioni in cui i cobot funzionano in sicurezza, accanto e mano nella mano con gli esseri umani.

Una realtà già vicina

«Le tecnologie che guidano la robotica collaborativa – ha notato Peter Lange, Business Development Manager Robotics ed esperto di automazione in Omron – rispecchiano molte delle capacità rappresentate nella cultura pop. Mentre i robot immaginari spesso possiedono abilità sovrumane, i moderni cobot mostrano quanto la realtà si sia già avvicinata a queste visioni. La combinazione di tecnologia avanzata dei sensori, apprendimento automatico, NLP, integrazione e rigorosi standard di sicurezza sta dando vita a una nuova era di collaborazione uomo-macchina».