Fornire supporto, assistenza o potenziamento alle capacità fisiche e motorie, migliorando l’ergonomia e la postura degli operatori e riducendo così il rischio di malattie all’apparato muscolo-scheletrico: sono questi i compiti di un esoscheletro, anche definito (spesso in maniera impropria) wearable robot, o “robot indossabile”.
Si tratta di dispositivi meccanici che vengono indossati come un’estensione del corpo umano per fornire assistenza fisica all’utente in determinati movimenti.
Non si tratta di una tecnologia di recente invenzione − i primi prototipi di esoscheletri risalgono agli anni ’60 e ’70, quando furono sviluppati per scopi militari e industriali −, ma che negli ultimi anni è diventata oggetto di attenzione da parte delle imprese (e non solo) in numerosi campi di applicazione.
“Le applicazioni di questi esoscheletri sono numerose, dall’industria all’agricoltura, ai servizi, all’odontoiatria, all’edilizia e prevediamo che nei prossimi anni troveranno sempre più spazio fuori dalle fabbriche”, spiega Duilio Amico, Direttore della divisione wearable robotics di Comau.
L’azienda del gruppo Stellantis, che quest’anno festeggia i suoi 50 anni di attività, opera da tempo nella progettazione di soluzioni di automazione avanzata e nel 2018 ha presentato il suo primo esoscheletro, il modello Mate.
Da allora, grazie alla collaborazione con partner e clienti e allo sviluppo di competenze interne – l’ingegnerizzazione dei prodotti è affidata a Iuvo, spin-off della Scuola Superiore Sant’Anna, di cui Comau detiene la maggioranza –, l’azienda ha introdotto sul mercato altri due modelli di esoscheletro che rispondono a diverse esigenze, ma lavora continuamente per ottimizzare anche i modelli esistenti, a favore di maggiore comfort e nuove applicazioni.
Gli esoscheletri di Comau hanno già raccolto un forte interesse da parte delle aziende, soprattutto delle PMI. Per questo, l’azienda raddoppierà presto la sua linea di produzione situata presso lo stabilimento di Grugliasco (TO), che attualmente produce circa 25/30 modelli al giorno.
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Esoscheletri, quali sono i vantaggi per le imprese e per i lavoratori
“L’idea di Mate nasce da una riflessione su alcune esigenze delle imprese relative alla forza lavoro e trend di cambiamento che prevedevamo sarebbero diventati ancora più rilevanti negli anni a venire”, spiega Amico.
Da un lato, infatti, il progressivo invecchiamento della forza lavoro spinge le aziende a ricercare tecnologie che supportino gli operatori nello svolgimento di compiti gravosi per l’apparato muscolo-scheletrico. È bene ricordare che, secondo i dati Inail, questi disturbi rappresentano il problema di salute correlato al lavoro più comune nel nostro Paese e in Europa.
In questo ambito gli esoscheletri Comau contribuiscono a una gestione più efficiente della forza lavoro, attraverso:
- la riduzione del rischio di insorgenza di disturbi muscolo-scheletrici da parte degli operatori e quindi la riduzione dell’assenteismo legato a queste malattie professionali
- un supporto nella pianificazione delle squadre incaricate di svolgere mansioni giudicate “usuranti”. Grazie alla riduzione del carico sul fisico del lavoratore, si riduce anche il bisogno di alternare le squadre destinate a questi compiti
- aumento della produttività grazie a movimenti più precisi e meno gravosi
- maggiore attrattività dell’impresa per i giovani lavoratori. Il problema di reperimento di competenze specializzate nell’industria è infatti in parte riconducibile alla scarsa attrattività per i giovani, che considerano l’ambiente industriale poco attraente, anche per la gravosità di alcuni compiti
L’integrazione con le tecnologie 4.0 permette, inoltre, di abilitare ulteriori vantaggi, sia sul fronte economico – accesso al credito d’imposta per investimenti in tecnologie 4.0 – che nell’ottica di una maggiore trasparenza dei processi (e quindi di una migliore pianificazione).
Vediamo, nel dettaglio, quali sono gli esoscheletri progettati da Comau e quali sono i vantaggi per gli operatori che li indossano.
Mate-XT, l’esoscheletro degli arti superiori
Mate-XT è la versione aggiornata di Mate, il primo esoscheletro introdotto dall’azienda piemontese, ottimizzato per poter essere impiegato anche in ambienti esterni: è infatti resistente all’acqua, alla polvere, ai raggi UV e ad alte temperature e tutta la parte in tessuto può essere facilmente rimossa e pulita.
Mate è acronimo di Muscular Aiding Tech Exoskeleton (esoscheletro tecnologico di aiuto alla muscolatura), ma la parola “mate” in inglese significa anche “compagno” o “amico”.
Si tratta di un esoscheletro totalmente passivo a funzionamento meccanico, progettato per aiutare i movimenti delle articolazioni superiori. È formato da uno schienale in fibra di carbonio (che fornisce supporto adeguato alla colonna vertebrale) e un’avanzata struttura passiva a molle (con due box, uno per braccio) che assicura un supporto posturale leggero, traspirante ed efficace, senza bisogno di impiegare batterie, motori elettrici o altri dispositivi soggetti a guasti.
L’esoscheletro si attiva soltanto nel momento del bisogno: il supporto fornito è infatti nullo quando il braccio si trova lungo il corpo, mentre diventa massimo quando il braccio forma un angolo di 90°. Inoltre, tutti i modelli dell’azienda dispongono di uno switch con cui l’operatore può facilmente attivare o disattivare il supporto.
Si indossa in pochissimo tempo e oltre alla disponibilità di diverse taglie è facilmente regolabile per adattarsi alle specifiche di ciascun operatore, sia per quanto riguarda l’indossabilità che per l’intensità del supporto che si vuole ricevere (sono disponibili 8 gradi di sostegno).
“C’è ovviamente un’intesità di supporto che è raccomandabile in base all’altezza e al peso della persona, ma abbiamo visto che ben presto gli operatori che utilizzano i nostri esoscheletri li regolano in base ai loro bisogni”, spiega Amico.
La parte in tessuto, inoltre, è facilmente rimovibile e si lava con un panno. Questo consente, ad esempio, di acquistare un esoscheletro e diversi “kit” (parti in stoffa) per i propri operatori, così da permettere a ciascuno di avere il suo esoscheletro personale.
Mate-XT è l’unico esoscheletro disponibile in commercio con certificazione EAWS (Ergonomic Assessment Work-Sheet), che attesta la capacità di ridurre i carichi biomeccanici durante l’esecuzione di attività impegnative.
Consente di ridurre del 30% lo sforzo a carico della muscolatura della spalla dell’operatore e di ridurre del 25% lo sforzo avvertito. Inoltre, il 50% degli operatori che lo indossano hanno dichiarato di aver migliorato la propria postura.
A questa maggiore ergonomia segue una maggiore precisione e produttività sul lavoro: l’esoscheletro indossabile Mate-XT può contribuire ad aumentare del 27% la precisione di lavoro durante attività con le braccia sollevate e del 10% la velocità di esecuzione. Inoltre, consente di ridurre i tempi ciclo di almeno il 5%.
Mate-XT 4.0, l’esoscheletro connesso
Mate-XT 4.0 è la versione “smart” del Mate-XT. Questa versione, infatti, presenta un dispositivo IoT e dei sensori con connessione WiFi che trasmettono al cloud dati inerenti a: posizione del braccio, vibrazione, condizioni ambientali (umidità e temperatura) e numero di cicli realizzati.
I dati sono accessibili sia dall’azienda che dall’operatore e il dispositivo IoT può essere spento dall’operatore in qualsiasi momento.
“Questi dati servono all’azienda per capire meglio come si distribuisce il carico di lavoro lungo i turni, ma anche per pianificare gli interventi di manutenzione sull’esoscheletro. Da parte nostra, quando il cliente ci permette di accedere a questi dati, li utilizziamo per continuare a ottimizzare la tecnologia rispetto agli utilizzi effettivi”, spiega Amico.
“Altra ragione per cui abbiamo deciso di offrire un modello 4.0 è per favorirne l’adozione da parte delle imprese, che per questo modello possono usufruire del credito d’imposta per i beni 4.0“, aggiunge il manager.
Mate-XB, l’esoscheletro di Comau per il supporto della zona lombare
In occasione dell’edizione 2023 della fiera Automatica Comau ha presentato Mate-XB, l’esoscheletro per il supporto della muscolatura lombare, frutto sempre del lavoro degli ingegneri di Iuvo e sviluppato in collaborazione con un cliente, Esselunga, che lo ha introdotto per supportare i propri dipendenti durante le operazioni di scarico della merce e di scaffalatura.
Mate-XB sostiene l’utente mentre lavora in diverse posizioni, ad esempio quando si piega con le gambe, si piega in avanti o solleva ripetutamente dei carichi. Il dispositivo è stato progettato per ridurre le tensioni alla schiena durante queste attività e migliorare la qualità dell’esperienza lavorativa dell’utente.
Proprio perché è pensato per la tutela della muscolatura inferiore (zona lombare e ginocchia), questo modello presenta due “cinghie” che si indossano sulle gambe e non sulle braccia come avviene per il modello XT. Una volta indossato, è facile comprendere come ci si possa presto abituare all’esoscheletro, quasi dimenticando di averlo addosso.
L’utente avverte una minima resistenza nel momento che si piega per prendere il carico, resistenza che gli viene poi “restituita” sotto forma di supporto nel momento in cui solleva il carico.
Grazie ai test presso il cliente, Comau ha potuto verificare che l’utilizzo di Mate-XB consente di ridurre lo sforzo a carico della muscolatura lombare del 35%, riducendo la percezione dello sforzo da parte dell’operatore del 50%.
Quale scegliere?
La scelta del modello dipenderà dal tipo di sostegno di cui l’operatore ha bisogno.
In termini di applicazioni, gli esoscheletri si stanno diffondendo sempre maggiormente al di fuori dell’industria e, man mano che le aziende comprendono i vantaggi di queste tecnologie, possiamo aspettarci di vederli impiegati in un numero sempre maggiore di applicazioni. Gli esperti di Comau sono a disposizione anche per valutare insieme ai clienti nuovi campi di applicazione.
Quanto costano gli esoscheletri di Comau? Prezzi e modalità di acquisto
Se spesso le tecnologie sono adottate, almeno in un primo momento, dalle grandi aziende, Amico ci conferma che nel caso degli esoscheletri Comau oltre la metà delle aziende clienti è costituita da PMI.
“In queste aziende di dimensioni inferiori il management è maggiormente a contatto con gli operatori sul campo: si conoscono, spesso lavorano insieme. Il capo dell’azienda è maggiormente informato sulle condizioni dei propri dipendenti, se ne interessa e quindi spesso troviamo una maggiore sensibilità, e consapevolezza, davanti ai disturbi muscolo-scheletrici che possono insorgere quando si svolgono determinate mansioni”, spiega.
Ma quanto costano gli esoscheletri Comau? Il prezzo di mercato, per i diversi modelli, è di:
- 4.900,000 euro più Iva per Mate-XT
- 5.400,00 euro più Iva per Mate-XT 4.0
- 4.500,00 euro più Iva per Mate-XB
L’esoscheletro può essere anche acquisito in leasing, distribuendo così il costo del dispositivo su tre anni, pagando l’equivalente di 5 euro al giorno.
“Proponiamo diversi modelli di leasing. Ad esempio, c’è anche la possibilità di sostituire il modello corrente con uno nuovo. Per i nostri clienti è molto comodo in quanto la vita media del prodotto è maggiore rispetto al tempo di obsolescenza della tecnologia. Mate-XB per noi ha rappresentato un punto di svolta e siamo già lavorando sia per ottimizzare i nostri prodotti che per studiare nuove geometrie”, conclude Amico.
