L’Istituto Italiano di Tecnologia (IIT) e l’Inail presentano tre nuovi prototipi di esoscheletri robotici collaborativi a uso industriale che serviranno per rendere il lavoro in ambito industriale e manifatturiero più sicuro. Grazie ai motori elettrici con cui sono equipaggiati e ad algoritmi di intelligenza artificiale, questi dispositivi indossabili supporteranno lavoratrici e lavoratori nei compiti più gravosi dal punto di vista fisico, diminuendone lo sforzo fino al 40% e determinando una riduzione di infortuni sul lavoro e malattie professionali.
Gli esoscheletri sono il risultato del progetto “Sistemi Cibernetici Collaborativi”, sviluppato dal team di ricerca XoLab di IIT (Wearable Robots, Exoskeletons and Exosuits Laboratory) guidato da Jesús Ortiz, in collaborazione e con il supporto del Dipartimento innovazioni tecnologiche e sicurezza degli impianti, prodotti e insediamenti antropici dell’Inail, guidato da Carlo De Petris.
Nell’ambito del progetto, sono stati sviluppati tre dispostivi robotici indossabili: XoTrunk, per supportare la schiena e il tronco, XoShoulder, per fornire sostegno alle spalle, e XoElbow, per il sostegno dei gomiti.
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XoTrunk
XoTrunk è pensato per alleggerire il sollevamento ripetitivo di carichi fino a un peso di circa 20 kg e, più in generale, è dedicato a tutti i lavori che potrebbero gravare sulla schiena dell’operatore. È l’unico dispositivo di questo tipo, inoltre, che può supportare anche le operazioni di traino, molto comuni nell’ambito della logistica.
L’esoscheletro è dotato di due motori elettrici e di sofisticati algoritmi proprietari, che in tempo reale regolano l’assistenza sulla base dei movimenti di chi lo indossa per massimizzarne l’efficacia. XoTrunk si può utilizzare anche in sinergia con XoKnee, un esoscheletro in tessuto che si connette al robot e garantisce un supporto più efficace all’operatore durante l’attività di sollevamento ripetitivo di carichi.
XoShoulder
XoShoulder è stato sviluppato per quei lavoratori che nel corso della loro attività quotidiana svolgono movimenti che sovraccaricano le spalle, come accade per quei lavori che vengono svolti su automobili poste su piattaforme sopraelevate, dove l’operatore deve mantenere sollevati strumenti pesanti per tempi prolungati, oltre l’altezza delle spalle.
Il prototipo è equipaggiato con due motori da 70 W con una coppia di 12 N/m, ciascuno dei quali è dotato di avanzati algoritmi di controllo che lo rendono in grado di fornire supporto solo quando serve, senza intralciare i movimenti dell’operatore.
XoElbow
XoElbow, invece, è un prototipo che assiste l’operatore nel sollevamento di pesi vicino al corpo.
Lo scenario di utilizzo potrebbe essere il sollevamento di pesanti pneumatici durante la fase di montaggio su ponte sollevatore. È dotato degli stessi motori di XoShoulder e al momento rappresenta un unicum nel campo degli esoscheletri.
Pensati per l’industria
Tutti e tre i robot indossabili sono stati realizzati in plastica e leghe di alluminio, usate solitamente in ambito aerospaziale, e progettati per i principali contesti industriali nei quali operatori e operatrici sono portati a sovraccaricare il sistema muscolo-scheletrico, come il manifatturiero, le riparazioni meccaniche, l’industria alimentare, la logistica, l’edilizia e l’agricoltura.
I prototipi sono stati concepiti per venire incontro alle esigenze di lavoratori e delle lavoratrici adattandosi, grazie agli algoritmi di intelligenza artificiale, al tipo di lavoro e alle modalità con le quali viene svolto. Un’altra caratteristica comune e fondamentale per questo tipo di dispositivi è la “trasparenza”: i robot, infatti, non devono intralciare o limitare la mobilità, ma entrare in funzione solo per i compiti più gravosi, supportando il sistema muscolo-scheletrico.
Un supporto importante per ridurre le patologie lavoro-correlate a carico del sistema muscolo-scheletrico, le più frequenti sul posto di lavoro e pari al 68% di tutte le malattie professionali denunciate all’Inail nel 2020, percentuale in crescita costante dal 2016. Di queste, la quota maggiore (circa il 41%) interessa la colonna vertebrale.
Quando arriveranno sul mercato
Al momento XoTrunk sta affrontando dettagliati test presso aziende partner selezionate per la sperimentazione sul campo. Grazie anche a queste attività, si prevede la sua commercializzazione già nei prossimi mesi, attraverso la startup IIT Proteso srl, recentemente fondata, che si sta occupando del trasferimento al mercato di questa tecnologia.
XoElbow e XoShoulder, invece, inizieranno nei prossimi mesi le prime sperimentazioni in scenari reali e si prevede possano essere disponibili sul mercato tra qualche anno.
Tra gli scenari realistici di utilizzo rientrano le officine meccaniche di riparazione auto, come la concessionaria Novelli 1934 S.r.l. di Biauto Group, che ha supportato IIT nei test preliminari dei dispositivi e che valuterà un ulteriore coinvolgimento del proprio personale per la fase di validazione dei robot indossabili.
