La fabbrica dei robot «amici» dell'uomo


A Pisa in fase avanzata di progettazione automi capaci di lavorare con l’uomo senza creargli alcun pericolo

Un'immagine di «Justin», robot studiato per poter lavorare con l'uomo in sicurezza

PISA - «Un robot non può recar danno a un essere umano né può
permettere che, a causa del proprio mancato intervento, un essere umano
riceva danno»: la prima legge della robotica di Isaac Asimov è già
realtà nei laboratori dell’università di Pisa. Qui, un team di
ricercatori coordinati da Antonio Bicchi, ordinario di robotica alla
facoltà di Ingegneria, sta progettando automi industriali (e in futuro
domestici) capaci di lavorare accanto all’uomo senza creargli alcun
pericolo. Il progetto di ricerca si chiama Phriends (acronimo di
Physical Human-Robot Interaction: depENDability and Safety) ed è il
primo a livello mondiale sull’interazione sicura uomo-macchina.
L’obiettivo? Costruire una generazione di automi che, grazie ad
accorgimenti hardware e software, possono condividere lo stesso luogo
di lavoro degli umani evitando loro infortuni e sofferenze fisiche
dovuto all’uso di materiale impropri. Secondo uno studio condotto
alcuni anni fa negli Stati Uniti, nelle industrie manifatturiere almeno
il 43% dei lavoratori ha subito malattie o ferrite dovute allo stress
fisico; il 62% delle ferite consiste in traumi ripetuti, e il 32% in
stress fisico derivante da movimenti ripetuti all’eccesso.

PROTOTIPI - «I primi prototipi di robot sicuri sono già stati
costruiti e sono pronti ad entrare nelle fabbriche – spiega il
professor Antonio Bicchi -, altri nasceranno a breve. Le nuove macchine
non solo hanno software che studiano i movimenti in modo più sicuro, ma
sono costruiti con materiali "cedevoli", ossia morbidi. Stiamo
impiegando elementi elettromeccanici e polimeri che insieme formano
muscoli artificiali simili a quelli umani capaci di non creare danni in
caso di urti e dunque di consentire alle persone di lavorare accanto ai
robot senza alcun problema». Secondo il professor Bicchi, fino ad oggi
tutti gli standard di sicurezza internazionale prevedono una rigida
separazione tra macchine e uomini. «Ma il futuro della produzione sta
andando nel verso opposto – sottolinea -. Gli umani saranno sempre più
vicini agli automi e le macchine dovranno essere intelligenti e
sicure».
NUOVO PARADIGMA - Il nuovo paradigma di costruzioni si avvale di
tecniche diverse. E’ stata sviluppata, per esempio, una nuova
generazione di attuatori (gli strumenti che controllano e muovano il
robot) che, oltre ad aumentare la rigidezza della struttura meccanica,
duplica il funzionamento del sistema muscolare di uomini e animali. «In
questo modo un braccio robotico è più leggero – continua Bicchi -
perché la sua struttura è soffice quando il robot si muove velocemente
e può collidere con gli esseri umani, mentre diventa dura quando volge
compiti che richiedono precisione».

INTELLIGENZA ARTIFICIALE - La nuova generazione di robot ha
anche un barlume di intelligenza artificiale basata sulla sicurezza.
Spiega Bicchi: «Un robot che condivide lo spazio di lavoro con un
essere umano deve essere in grado di accorgersi di collisioni in arrivo
e reagire per limitare il più possibile i danni dovuti al contatto
fisico. Phriends ha sviluppato un sistema molto efficiente basato su
una sorta di autocoscienza della propria posizione rispetto a quella
degli oggetti circostanti». In questo modo le eventuali collisioni sono
evitate anticipando le situazioni pericolose, e gli effetti attenuate
dalla reazione del robot. Ma quali possono essere le applicazioni per
la nuova generazione di automi? Molte, secondo i ricercatori pisani.
Tra queste la produzione alimentare, la logistica, il riciclaggio. E
ancora i robot cedevoli saranno impiegati nella riabilitazione, in
chirurgia e nel campo della robotica domestica e nell’industria
dell’auto. Il progetto Phriends, coordinato dal Centro
interdipartimentale di ricerca «E.Piaggio» dell’Università di Pisa, ha
come partner istituti di ricerca tedeschi, francesi e gli atenei
Federico II di Napoli e La Sapienza di Roma.