A chi non è mai successo, ad esempio al supermercato, di ritirare il bigliettino per mettersi in coda, guardare in alto sotto la scritta “Serviamo il numero…” e decidere, nel frattempo, di fare un salto in un altro reparto? Una decisione piuttosto semplice, ma che, a ben vedere, implica complessi modelli di predizione e di stima: quanto impiegheranno gli addetti al banco a servire i clienti in coda? Avrò tempo a sufficienza per allontanarmi e poi rientrare prima di essere chiamato? E se il “soggetto” deputato a fare questo ragionamento e a prendere questa decisione fosse un robot?
No, non siamo nel supermercato del futuro, ma nella fabbrica, quella digitale e 4.0. Il nostro protagonista è il cobot a due bracci ABB YuMi che, essendo un robot collaborativo, deve costantemente chiedersi quando gli verrà chiesto di collaborare con il suo collega umano.
Non si tratta di fantascienza, ma dell’ultima linea di ricerca in corso presso il Laboratorio di Meccatronica e Robotica del Politecnico di Milano, sviluppata da Andrea Zanchettin, in collaborazione con Andrea Casalino e i professori Luigi Piroddi e Paolo Rocco.
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Osservare l’operatore…
Grazie a sofisticati algoritmi di apprendimento automatico e di intelligenza artificiale, un software cognitivo, alimentato da immagini video e 3D della stazione di lavoro, monitora costantemente l’attività dell’operatore che staziona davanti al robot. In primo luogo, l’algoritmo è in grado di discriminare le varie operazioni che l’umano svolge, in modo da scegliere il modo più opportuno di essere d’aiuto.
In questo video, il robot completa l’operazione iniziata dal suo collega umano, in funzione di ciò che ha osservato.
I risultati di questa prima fase verranno presentati il prossimo 27 settembre durante la prestigiosa conferenza internazionale “IEEE International Conference on Intelligent Robots and Systems” a Vancouver, in Canada.
… e anticiparlo
Ma la ricerca non si ferma qui, i ricercatori si sono spinti oltre nel cercare di analizzare e predire i possibili schemi di comportamento dell’operatore, in modo da predirne i movimenti, nella maniera più efficace possibile. Così, utilizzando algoritmi di riconoscimento di pattern, il robot è anche in grado predire le future intenzioni dell’operatore ed in particolare, quando quest’ultimo avrà bisogno del suo aiuto. Nel frattempo, il robot potrà compiere altre azioni in totale autonomia.
In questo video, che mostriamo in anteprima, il robot esegue autonomamente un compito di controllo di qualità, mentre l’operatore è impegnato ad assemblare un circuito integrato. Quando ciascuno ha terminato il proprio compito, inizia la fase collaborativa, durante la quale il robot è pronto ad aiutare l’operatore. Ciò avviene grazie ad osservazioni precedenti del comportamento dell’operatore che hanno portato il robot ad attendere l’imminente inizio della collaborazione, piuttosto che iniziare un altro compito, che avrebbe messo inutilmente in attesa l’operatore.
Per tornare all’esempio fatto in apertura, il meccanismo alla base del ragionamento compiuto dal robot non si discosta da quello che facciamo al supermercato per decidere se metterci in coda per attendere il nostro turno, o spostarci nel frattempo in un altro reparto per ottimizzare i tempi. La differenza, che è la chiave del contributo innovativo della ricerca, sta nel fatto che per la prima volta un algoritmo di questo tipo, sapientemente adattato per il caso specifico, viene utilizzato per dotare un robot della capacità di collaborare efficientemente con il suo collega umano.
I vantaggi? Un maggiore lavoro di squadra e finalmente una vera ed intelligente collaborazione, che potrebbero portare ad una drastica diminuzione dei tempi ciclo dell’intera stazione.
