La possibilità di guidare da remoto un tecnico per fare operazioni di manutenzione, anche complesse, attraverso la realtà aumentata, ma anche la realizzazione di digital twin nel campo della robotica collaborativa, dove poter simulare l’interazione tra uomo e macchina. Sono queste alcune delle applicazioni industriali della rete 5G che, con la release 16, che sarà rilasciata a inizio 2020, passa da una fase più dedicata al mercato consumer a quella industriale.
Sono stati questi alcuni dei temi al centro della giornata di studio, organizzata da ANIPLA, l’Associazione Nazionale Italiana per L’Automazione, dal titolo Il futuro della comunicazione industriale dal Time Sensitive Networking al 5G. Un’occasione per parlare del futuro dell’industrial networking che, grazie al 5G, potrà migliorare le attuali applicazioni che già sfruttano le reti 3G e 4G, ma anche consentire per la prima volta l’effettivo impiego di tecnologie senza fili in applicazioni di controllo industriale senza rinunce in termini di affidabilità e performance.
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Le nuove sfide del 5G e la ricaduta sull’industria
Le reti 5G, quindi, superano nuove frontiere perché puntano non solo su parametri classici, come quelli della velocità, ma anche su altre prestazioni, che possono diventare punti di forza dell’industria.
“Il 5G è diverso dalle generazioni precedenti perché non cerca di migliorare soltanto la velocità di trasferimento dell’informazione – spiega Antonio Capone, docente del dipartimento di Elettronica, Informazione e Bioingegneria del Politecnico di Milano – ma cerca di migliorare altri parametri prestazionali, come, per esempio, il consumo energetico, l’affidabilità e il ritardo dei servizi che utilizzano la rete. Questo è importante perché non è soltanto una novità dal punto di vista delle applicazioni che possono trovare appoggio nel 5G, ma soprattutto perché è una sfida di tipo tecnico per consentire al sistema di lavorare in punti che sono caratterizzati da parametri prestazionali differenti”.
“La seconda novità importante del 5G – prosegue Capone – è che non è più soltanto un’infrastruttura che fornisce tubi attraverso cui far passare dei bit, come abbiamo sempre inteso la rete, ma è un qualcosa di nuovo, una piattaforma che consente a chi la utilizza di poggiarci anche applicazioni”.
Con il 5G una “seconda occasione” per l’economia locale
Le caratteristiche del 5G diventano anche una buona occasione di rilancio dell’economia perché questa tecnologia, grazie alle sue caratteristiche, può dare nuovo valore alle realtà locali.
“Sappiamo che la grande internet ha portato grandissime trasformazioni nel mondo dell’economia e della vita sociale di ogni giorno – ricorda Capone – ma in realtà ha anche spostato gran parte del valore verso chi fornisce le applicazioni sulla rete, togliendolo dall’infrastruttura. Questo ha portato anche a una ridistribuzione in termini di possibilità di sviluppo economico rispetto alle grandi aree a livello globale. Il il 5G, quindi, è un’opportunità perché costringe, proprio per le caratteristiche di ottimizzazione che devono essere basate sul tipo di applicazione, a far lavorare gli operatori insieme alle industrie e ai settori verticali che lo utilizzano”.
Una tecnologia che è molto più locale, più radicata sulla conoscenza del dominio applicativo e del modo con cui certi domini si applicano all’economia del territorio. “È una seconda occasione che ci viene fornita di evitare di far andare via il valore, magari oltreoceano – conclude – e tenerlo in Italia e in Europa. Però è un’opportunità che non è detto che venga colta, dipende molto dall’avvio di una collaborazione tra settori industriali diversi. Questa è una sfida che deve essere colta sia da chi gestisce le aziende, ma anche dal ma anche dal punto di vista delle regolamentazioni, delle politiche pubbliche, che devono favorire un modo diverso di creare valore”.
Dalla sperimentazione alle applicazioni, Vodafone presenta le “user case”
A dare un segnale di quello che potrà rappresentare il 5G per le imprese ci sono, ovviamente, gli operatori. Tra questi ha una grande importanza l’esperienza fatta da Vodafone che, in 18 mesi di sperimentazione, prima del lancio commerciale a giugno, ha coinvolto 38 partner per la realizzazione di più di 40 user case, nuove applicazioni che spaziano dalla sanità alla sicurezza alla mobilità fino all’entertainement e all’education.
“In realtà c’è un cuore di soluzioni applicative che riguardano proprio la manifattura e l’Industry 4.0 – sottolinea Sabrina Baggioni di Vodafone – si tratta di 12 user case che insistono su quest’area, con l’obiettivo di tradurre una tecnologia innovativa in un beneficio sia da un punto di vista di maggiore produttività e modularità dell’intervento sull’azienda, sia dal punto di vista della qualità dell’esperienza del consumatore finale o dei dipendenti dell’azienda”.
“Uno di questi è una soluzione di realtà aumentata per la manutenzione assistita – prosegue – con un operatore che può intervenire grazie a occhiali smart che sovrappongono all’ambiente reale una serie di immagini grafiche e istruzioni ad altissima definizione. Il 5G permette una bassa latenza che consente alle immagini di muoversi seguendo il movimento dell’operatore, con istruzioni dinamiche. Nel caso in cui l’operatore, per qualche motivo, non riuscisse ad andare avanti l’elevata banda e, ancora una volta, la bassa latenza permettono la videoconferenza con un esperto che, da remoto, riesce a vedere quello che vede l’operatore sul luogo”.
“Un altro caso, più specifico, riguarda gli impianti – continua – dove è importante fare un salto di qualità passando dalla sensoristica preesistente, che è cablata, a una sensoristica più evoluta. Con il 5G siano riusciti a portare un un impianto ad avere molti più sensori anche basati su immagini, quindi che sfruttano la banda del 5G senza interventi invasivi né sull’area di programmazione dell’impianto stesso né tantomeno di cablatura. Perché basta collegarlo a un modem e portare l’intelligenza e l’integrazione con il vecchio sistema sull’edge, che è un’altra delle caratteristiche molto importanti del 5G”.
Da Vodafone 10 milioni in 4 anni per le startup
Per sviluppare le competenze in questo comparto, quindi, Vodafone ha investito 10 milioni di euro su un programma quadriennale, arrivato alla terza edizione e rivolto al “tessuto più vivo è più innovativo”, quello delle startup e delle piccole medie imprese, che in Italia sono moltissime, e delle imprese sociali. Una “call” a presentare progetti che possono vedere un’evoluzione dei propri prototipi, grazie al 5G, o per soluzioni che richiedano 5G per essere introdotti sul mercato.
“Sulla base di un percorso di selezione ne identifichiamo ogni anno un certo numero – prosegue Baggioni – al quale diamo supporto e un investimento importante, per farli progredire nel loro percorso. Nella prima edizione, che risale ormai 2018, abbiamo identificato due vincitori uno proprio in ambito industriale con una soluzione molto simile a quella di manutenzione assistita tramite realtà virtuale e un altro in ambito entertainment, con una soluzione di realtà aumentata per lo sport. Su queste due startup abbiamo deciso di investire 1,6 milioni che, nel mondo degli investimenti startup, va considerata una cifra significativa”.
Qualcomm, a breve il lancio di prodotti industriali per il 5G
Tra le aziende di semiconduttori più attive sui temi della comunicazione e, in particolar modo sulla tecnologia 5G, c’è Qualcomm, che già da quest’anno, ha messo sul mercato chip dedicati. “Il 5G è stato lanciato già il 2019 per applicazioni che non sono ancora allineate con il mondo dell’automazione industriale – sottolinea Sebastiano Di Filippo di Qualcomm – però gli stessi building block, gli stessi elementi costitutivi, sono quelli utilizzati per applicazioni industriali. La mia azienda ha lanciato dei chip commerciali nel 2019, che sono nei telefoni che sono stati utilizzati per il lancio del 5G. L’evoluzione di questi chip renderà disponibili, nei prossimi mesi, anche prodotti per il lancio dei primi dispositivi di automazione industriale. Già nel 2020, vedremo il nascere di soluzioni per il mondo dell’Industrial Automation, dell’IoT, con il supporto del 5 G. Soprattutto per mercati, come quello tedesco, dove c’è già la disponibilità di spettro, per le private network e quindi è sicuramente uno dei punti di partenza per questo applicazioni”.
“Con la release 16 verranno prodotte nuove applicazioni e features per il mondo dell’Industrial Automation – prosegue Di Filippo – e quindi parliamo di bassa latenza, elevata releability per la comunicazione industriale, parliamo dell’integrazione del TSN, del supporto del positioning per applicazioni industriali. In particolare poi Qualcomm è coinvolta nello sviluppo di ulteriori caratteristiche permetteranno di aumentare le prestazioni, come ad esempio il Coordinated MultiPoint (CoMP), che è una funzionalità che noi supporteremo nel prossimo futuro. Il mercato industriale è diventato importantissimo – conclude – e pensiamo che sia il contesto nel quale si realizzerà, non solo a parole, la prossima rivoluzione, per cui vista nostra leadership sul 5G e visto l’importanza del mercato italiano europeo generale, stiamo investendo tanto per essere i primi ad avere soluzioni”.
I robot collaborativi parlano in 5G, e la fabbrica diventa più intelligente
Tra le applicazioni più interessanti nelle quali può integrarsi il 5G c’è sicuramente quella della robotica collaborativa che è al centro di un interessante esperimento che la integra con intelligenza artificiale e 5G. A spiegarla Andrea Zanchettin, docente del dipartimento di elettronica, informazione e bioingegneria del Politecnico di Milano e co-fondatore della startup Smart Robot.
“La prima cosa che abbiamo provato a fare è stata l’eliminazione dei cavi – spiega – per avere la possibilità di utilizzare una connettività wireless. Poi abbiamo pensato di mettere in contatto il mondo dell’automazione industriale con quello dell’intelligenza artificiale. Abbiamo sviluppato, con Smart Robots, algoritmi che comunicano sul campo e danno istruzioni al robot per poter agevolare la collaborazione con l’essere umano”.
A questo si unisce la sperimentazione di un sistema di visione che trasmette i dati in 5G al robot. Questo non è solo un sistema di visione, ma anche di intelligenza – sottolinea – con un progetto che abbiamo iniziato e che andrà avanti almeno fino a fine giugno 2020. Quello che vorremmo utilizzare un po’ di più è il dispositivo di edge computing, che è parte dell’infrastruttura 5G, sul quale vorremmo portare un Digital Twin di tutta la stazione. In questo modo potremo ottimizzare più possibile quello che è il ciclo, facendo in modo di avere un modello non solo del robot ma anche della persona e dei suoi movimenti. Potremo, quindi, ottimizzare i movimenti robot da una parte di tempo ciclo, mentre dall’altra potremo minimizzare l’interferenza con la persona”.
Un progetto che, per la parte relativa alla realtà aumentata, utilizza un dispositivo olografico, wearable e quindi, per sua natura, senza cavi. “La tecnologia 5 G è l’unica che si presta per poter operare con dei tempi di latenza certificati – prosegue – per dare istruzioni all’operatore rispetto a quelli che potrebbero essere nuovi cicli di lavoro. Un operatore non esperto, in questo momento, può solo fare affidamento a una documentazione scritta. Noi, integrando un dispositivo di realtà aumentato con un sensore che riconosce quello che fa la persona – conclude – siamo in grado di dare le istruzioni che servono al momento giusto. Nel momento in cui una persona prendo un determinato oggetto il dispositivo di realtà aumentata gli suggerisce quelle prossimo da prendere e come va assemblato con quello che ha preso in precedenza”.
Il 5G e la salute, Capone: “Nessun rischio per le persone”
Il convegno è stato anche l’occasione per sfatare una delle tante “leggende metropolitane”, ovvero quello della pericolosità del 5G per la salute.
Antonio Capone, chiamato dal Parlamento per chiarire gli aspetti legati alle emissioni elettromagnetiche di queste nuove reti, spiega che la paura del 5G è infondata. “In realtà, rispetto all’impatto sul corpo delle onde elettromagnetiche – sottolinea Capone – la tecnologia in se è completamente irrilevante, l’unica cosa che conta sono le frequenze e la potenza emessa. Le frequenza del 5G non sono diverse da quelle per altri sistemi a cominciare da quelli radiomobili precedenti, e le potenze emesse sono in larga parte molto simili. Cambiano i sistemi di antenna ma, in realtà, cambiano in meglio perché riescono a evitare di disperdere energia dove non serve e quindi portano un miglioramento in termini di efficienza energetica”.
“Da questo punto di vista – prosegue – dobbiamo stare tranquilli perché, tra l’altro, le emissioni 5G in termini stretti non si aggiungono a quelle degli altri sistemi. I limiti che sono stati stabiliti a livello internazionale, poi recepiti dai vari governi a livello locale, sono limiti che riguardano la somma di tutte quante le emissioni di tutti i sistemi, sia quelli di telefonia mobile che quelli di tipo diverso. Quindi in realtà il 5G non potrà superarli e costringerà gli operatori a stare comunque dentro questi limiti. In Italia, poi, per via di ragioni storiche, non completamente giustificate dal punto di vista scientifico – conclude Capone -, abbiamo dei limiti che sono 100 volte inferiori a quelli degli altri paesi europei e quindi in realtà possiamo stare ancora più tranquilli perché realmente i limiti di emissione italiani sono molto molto bassi”.
