L’automazione e i suoi strumenti – robot e cobot, algoritmi e intelligenza artificiale – cambiano il modo di produrre e lavorare, aprono nuove opportunità, diventano sempre più ‘capaci’ e potenti. Mentre l’Artificial intelligence aiuta a trasformare le idee in prodotti.
Anche se la pandemia mondiale nel 2020 ha rallentato il mercato globale della robotica – in Italia si prevede un calo di circa il -12% in un anno –, le previsioni da qui al futuro sono positive: l’innovazione non si ferma, domanda, vendite e produzione riprenderanno a buon ritmo.
Robot e cobot vengono sempre più utilizzati in settori come la logistica, automotive, industria ‘pesante’, dei metalli, della meccanica, ma anche nella chimica e nel comparto aeroportuale.
Restano però alcuni freni al loro ulteriore sviluppo, non solo e non tanto per quanto riguarda la loro componente ‘hardware’, il ‘braccio’ operativo, quanto per ciò che riguarda la loro ‘mente’.
Tra i nodi da sciogliere il fatto che i sistemi di AI, per esempio quelli applicati sui veicoli per la guida autonoma o semi-autonoma, “hanno in genere ancora grosse difficoltà a riconoscere istantaneamente, analizzare e gestire eventuali oggetti imprevisti e inaspettati che possono palesarsi sul loro percorso, possiamo anche fare l’esempio banale di un gatto che attraversa la strada”, sottolinea Barbara Caputo, docente ed esperta di AI al Politecnico di Torino, intervenendo al convegno Robotica oggi, organizzato da Siri, l’Associazione italiana di robotica e automazione, e A&T, la fiera aumentata dedicata a innovazione, tecnologie e competenze 4.0.
“C’è ancora molto da fare e da risolvere per arrivare a sistemi di mobilità autonoma pienamente sicuri e affidabili, per i passeggeri trasportati, e per tutto ciò che li circonda, e ciò ha a che fare sia con i sistemi di visione delle macchine, sia con la capacità elaborativa e gestionale, da parte dei cervelli artificiali delle macchine stesse”, rimarca Caputo.
Un altro ambito in cui bisogna fare ancora molti passi avanti è quello della manipolazione, da parte di robot, cobot e automi vari, in particolare, ad esempio, per quanto riguarda la manipolazione e l’uso di oggetti e materiali morbidi, con i quali macchine e robot hanno ancora diversi difetti di ‘tatto’, ‘sensibilità’, maneggevolezza e delicatezza. Ecco perché nell’afferrare diversi oggetti e materiali morbidi si rischia una presa inefficace o troppo energica.
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Intelligenza artificiale fondamentale per la manifattura
C’è poi tutta la questione dell’etica delle macchine, e della Privacy per gli utilizzatori finali. L’etica riguarda le ‘regole’ secondo cui macchine e robot vengono impostati e programmati – e su questo mondo etico c’è un ampio dibattito e studio in corso ormai da anni da parte di tecnici e scienziati di tutto il mondo –; e lo stesso fermento riguarda anche la Privacy, ad esempio perché molti automi richiedono un adattamento dei dati inseriti in base alle varie applicazioni e da parte di chi li utilizza direttamente, quindi scattano tutte le cautele di ogni situazione in cui entrano in gioco dati rilevanti e sensibili.
“Più in generale, per sviluppare ulteriormente le grandi potenzialità e opportunità della robotica e dell’intelligenza artificiale applicata all’automazione, occorre ancora mettere a punto algoritmi davvero sicuri e certificati, tutto deve essere regolamentato in modo chiaro e certificato”, fa notare la specialista del Politecnico di Torino, città scelta dal governo per ospitare la sede dell’Istituto nazionale per l’intelligenza artificiale.
Previsto un -12% nel 2020 per il mercato italiano dei robot
“Mettere fisicamente l’intelligenza artificiale nelle cose, e nel fare le cose, è una prospettiva molto importante per l’economia italiana e per la nostra manifattura”, osserva Caputo, “e questo mondo tecnologico e innovativo rappresenta anche l’opportunità di un ‘ascensore sociale’ per molti giovani e specialisti, una mobilità sociale che il Paese deve assolutamente riattivare”.
L’ondata mondiale del Covid 19 ha travolto anche il mondo della robotica, con attività ferme o molto rallentate per mesi e mesi, e soprattutto con prospettive non chiare per l’immediato futuro, anche ordinativi e acquisti di robot e automazione hanno subito il colpo, ma le ultime stime del settore sembrano meno nere di quelle precedenti: “fino a qualche mese fa il calo dei robot venduti in Italia nel 2020 sembrava aggirarsi attorno al 20% in un anno, ma le ultime previsioni più aggiornate indicano per lo scorso anno una perdita del -12% per la robotica in Italia”, sottolinea Domenico Appendino, presidente di Siri.
Che guarda già al futuro con cauto ottimismo: “la grande macchina dell’automazione mondiale si rimetterà in moto, le stime di mercato della robotica prevedono una crescita media, a livello mondiale, del +13% nel quadriennio compreso tra 2019 e 2002”. E un balzo ancora più potente è atteso per i robot collaborativi: con una crescita annuale media del +40% tra 2019 e 2027.
L’automazione favorisce il re-shoring della produzione
Il presidente di Siri non si stanca mai di sottolineare che “l’automazione riduce i costi di produzione, quindi riduce i costi finali dei prodotti, e questo porta a un aumento della domanda dei prodotti, che richiede più produzione, quindi più lavoro, per cui l’automazione ha effetti positivi e diretti sull’occupazione. Come sappiamo bene, la robotica elimina i lavori meno qualificati, più faticosi e usuranti, ma aumenta nel complesso i livelli di occupazione aumentando il livello e il profilo di questa nuova occupazione”.
L’automazione ormai da alcuni anni ha anche un effetto positivo sul re-shoring della produzione industriale, con la robotica diventa di nuovo conveniente produrre in madre-patria senza più dover delocalizzare in Paesi diversi e lontani, dove il costo del lavoro è più conveniente. E questo è un effetto di re-shoring che si vede già sia negli Stati Uniti sia in Europa, anche questo con conseguenze positive sui livelli di occupazione.
“Secondo nostri studi e analisi specifiche”, fa notare Appendino, “anche in Italia quando aumenta il numero dei robot diminuisce l’occupazione meno qualificata ma nel complesso aumenta il valore assoluto, con una forza lavoro più specializzata. Naturalmente, perché ciò sia possibile, occorrono grandi attività e iniziative di formazione, aggiornamento professionale e riqualificazione dei lavoratori meno qualificati, e delle nuove generazioni che entrano nel mondo del lavoro”.
Autonomia e adattabilità dei robot sono essenziali
Le caratteristiche principali di un sistema automatizzato ‘intelligente’ sono innanzitutto “l’autonomia”, rileva Simone Farruggio di Mitsubishi Electric, “in quanto il livello di autonomia delle macchine esprime anche il loro livello di evoluzione e sofisticazione”, e poi “l’adattabilità”, in quanto più è flessibile e configurabile un robot o cobot, ad esempio attraverso algoritmi di Optimized learning, più è funzionale in un’ampia gamma di impieghi e operazioni, innanzitutto per la cosiddetta smart manufacturing.
“Stiamo sviluppando molte applicazioni di robotica collaborativa”, sottolinea Oscar Ferrato, di ABB Italia, “con soluzioni e cobot in grado di trasportare oggetti e materiali che vanno da un chilogrammo di peso fino a 800 chili, e con uno ‘sbraccio’, un raggio d’azione del modulo robotico, ampio fino a 3 metri e mezzo”.
Dal 24 febbraio la nuova famiglia di cobot ABB
Con sviluppi innanzitutto nel settore medicale: per esempio, robot della famiglia YuMi vengono utilizzati presso l’ospedale di Calcinate (Bergamo), per il tracciamento attraverso bar-code delle provette per i test anti-Covid 19, mentre presso l’Istituto europeo oncologico (Ieo) di Milano, in collaborazione con il Politecnico di Milano, robot ABB vengono impiegati per le attività di preparazione dei campioni necessari ai test sierologici.
“Finora in ABB abbiamo sviluppato due famiglie di robot collaborativi”, osserva Ferrato: “i cobot veri e propri, e i robot tradizionali che sono stati adattati ed evoluti per applicazioni collaborative, mentre dal prossimo 24 febbraio verranno presentati a livello internazionale dei nuovi cobot ABB che saranno in grado di gestire carichi maggiori”.
Progetti di automazione in Comau per l’Automotive
In Comau alcuni progetti innovativi si stanno concentrando sui meta-linguaggi applicati all’automazione, per la traduzione dalla sintassi umana alla sintassi digitale. Nel 2019 a Bari è stato aperto un Innovation hub di Comau, dedicato alle tecnologie di Industria 4.0, AI e Big data, mentre uno sviluppo molto recente e inedito “è quello del progetto Dexter, per sviluppare l’automazione nelle fasi di testing dell’Automotive”, spiega Giovanni Di Stefano, specialista di Comau – Electrification: “lavoriamo sulla potenza dei meta-linguaggi, e siamo stati i primi in Italia a portare al cliente finale, in questo caso Fca ora Stellantis, un’applicazione non sperimentale ma pienamente operativa di queste tecnologie”.
Nei sistemi di visione, la tecnologia 3D sta portando “sempre più qualità e più efficienza produttiva delle macchine e dell’automazione”, fa notare Lorenzo Benassi, di Ifm electronic, “e le soluzioni più recenti di tecnologia 3D sono ormai anche molto semplici da integrare nei robot, di cui diventano ‘l’occhio’ elettronico, per operare al meglio ed evitare collisioni con tutto ciò che li circonda, a cominciare dai materiali e prodotti che devono lavorare”.
Tra le varie applicazioni verticali e di settore, l’azienda tedesca Kuka sta sviluppando molte soluzioni per il mondo sanitario, biomedicale e biochimico. “Il robot Lbr med, ad esempio, viene usato negli ospedali e nei centri specializzati per applicazioni di riabilitazione motoria”, spiega Alberto Pellero di Kuka Roboter Italia.
Kuka e le applicazioni medicali e biochimiche
“altri strumenti vengono impiegati per la radioterapia, come l’Exacure dell’americana Bec; Siemens Healtcare usa il sistema automatizzato Artis per eseguire le angiografie, mentre un’altra soluzione di radioterapia è quella della californiana Accuray, con il suo sistema Cyberknife. Sono naturalmente tutte applicazioni medicali in cui è fondamentale la massima affidabilità e precisione, per la sicurezza e la diagnosi dei pazienti”.
I robot in tutto il mondo svolgono poi un ruolo importante nella lotta contro il Coronavirus. Apparecchi mobili dotati di speciali lampade a raggi Uvd, in grado di disinfettare gli ambienti, ad esempio, sono stati molto richiesti e utilizzati dallo scoppio della pandemia. Gli ospedali cinesi hanno ordinato più di 2mila robot mobili con lampade Uvd dal produttore danese Blue Ocean Robotics. E così hanno iniziato a distruggere i virus a Wuhan, dove è iniziata la pandemia globale.
