La presenza di mobile robot e cobot da tempo sta garantendo produttività e flessibilità operativa in molteplici contesti applicativi. Il trend di adozione è destinato a crescere anche per il potenziamento delle performance e la riduzione dei costi.
Da aggiungere che queste due declinazioni della robotica condividono, pur in forme e modalità diverse, la collaborazione come potenzialità operativa. Questo, senza dimenticare la possibilità di abbinamento fisico tra robot mobile e braccio robotico in un unico sistema, definibile come “mobile manipulator”.
Nello specifico del mobile, il riferimento è oramai quello dei sistemi Amr, evoluzione dei precedenti Agv che sono da alcuni paragonati, indubbiamente esagerando, ai carrelli su rotaie dei tempi andati mancando l’autonomia per navigare senza una guida esterna. In effetti la stessa International Federation of Robotics definisce gli Agv come piattaforme mobili, quindi non tanto robot quanto dispositivi robotici.
Grazie agli Amr il mercato dei mobile robot sta crescendo in modo esponenziale, con uno sviluppo tecnologico che mette a disposizione potenzialità tali da contribuire alla generazione di nuovi servizi nei processi logisti e di produzione, dove tra l’altro l’aspetto della collaborazione con il personale umano è sempre più accentuato.
Ma ovviamente in tema di collaborazione il riferimento base è rappresentato dai cobot, sistemi concepiti per una Human Robot Interaction diretta all’interno di uno spazio condiviso o comunque dove umani e robot sono in stretta prossimità. Detto diversamente, un passaggio da una Hri a una Hrc, Human Robot Collaboration.
A un certo punto si è pensato di realizzare, anche perché la tecnologia lo permetteva, dei robot più leggeri, compatti, facili da riprogrammare, coerenti con un trend che vedeva svilupparsi una produzione agile e variabile in bassi volumi, e che potessero lavorare in stretto contatto con le persone, per aiutarle e non per rimpiazzarle. Nasce così il concetto di collaborazione, che però, con il diffondersi delle esperienze, sta subendo un adeguamento di paradigma, anche perchè quello che davvero conta non è la macchina ma l’applicazione collaborativa.
Allo stato attuale l’unico punto fermo è quello della robotica tradizionale, termine equivocabile potendo rimandare a qualcosa di superato, cosa che certamente non è: un robot che lavora alla massima velocità separato dagli operatori umani da robuste recizioni. Eliminando queste protezioni si materializzano possibilità diverse, pur tutte con velocità di lavoro ridotte: coesistenza, con sistemi atti a percepire la presenza umana, spazi separati e disaccoppiamento operativo; cooperazione/compartecipazione, con zone comuni di intervento, spazi condivisi e accoppiamento operativo; collaborazione vera e propria.
Quest’ultima, e solo questa, è quella che prevede, per lo svolgimento della prevista attività, una necessità di contatto tra uomo e robot. Con diversa chiave di lettura si potrebbero considerare queste possibilità come gradazioni diverse di collaborazione, tutte o in parte attivabili in un dato processo, secondo le caratteristiche ed esigenze di specifiche applicazioni. Inoltre, stante le soluzioni tecnologiche disponibili, non sono necessariamente utilizzabili robot collaborativi in quanto tali, potendo attrezzare macchine diverse con sensoristica e funzioni di sicurezza allo stato dell’arte. In sostanza, è forse il momento di ripensare il concetto di collaboratività.
In premessa abbiamo sviluppato alcune considerazioni sul concetto di collaborazione, in ciò accomunando, pur con i distinguo del caso, robot mobile e cobot. Potete fornirci una vostra opinione, eventualmente allargata anche alle future prospettive della collaborazione tra uomo e robot?
Oggi, nel campo della collaborazione uomo-macchina, esistono varie modalità di interazione tra gli operatori e i robot industriali - osserva Alessandro Piscioneri, Global Head of Strategic Marketing Advanced Robotics & Digital di Comau -. I cobot, ad esempio, sono bracci robotici che possono condividere, in modo sicuro, uno spazio di lavoro con l’uomo. Se invece il robot svolge compiti “insieme” all’uomo si parla di applicazione collaborativa. Nella gran parte delle attività che prevedono una collaborazione, il robot può lavorare a fianco dell’operatore senza barriere, interrompendo il proprio task in caso di prossimità o per evitare contatti inavvertiti, ma raramente interagisce con l’uomo per condividere l’esecuzione di un’operazione.
Diverso è il caso degli Amr (Autonomous Mobile Robot), piattaforme robotiche che possono lavorare a stretto contatto e in totale sicurezza con l’uomo svolgendo insieme a lui applicazioni “goods to man”: ad esempio, guidandolo verso un magazzino di stoccaggio merci, per aiutarlo a selezionare prodotti da prelevare, per poi trasportarli in aree specifiche della fabbrica. In altri casi, l’Amr può seguire l’operatore, portando oggetti da un’area di lavoro all’altra, per sollevarlo da compiti gravosi o complessi. Tutto ciò è già possibile grazie all’integrazione degli Amr con innovative tecnologie a livello hardware e software, all’uso di sensori e sistemi di visione, telecamere e strumenti per la scansione laser 2D e 3D, che consentono al robot di mappare l’ambiente di lavoro, per potersi spostare liberamente e in modo autonomo nello spazio, evitando ostacoli e personale in movimento. Nel prossimo futuro potremo quindi assistere ad uno sviluppo sempre più significativo nel campo degli Amr, ma anche in quello dei mobile robot, ovvero veicoli a guida autonoma - come gli Amr - su cui però è montato un braccio robotico capace di svolgere applicazioni collaborative, muovendosi liberamente nello spazio.
In questo contesto, nell’ambito di diversi progetti europei, Comau sta lavorando allo sviluppo di soluzioni avanzate che prevedono l’integrazione tra piattaforme di robotica mobile e tecnologie collaborative, grazie all’utilizzo di sistemi digitali, sistemi di visione e tecnologie abilitanti (come intelligenza artificiale, realtà aumentata e virtuale)
Quali, a vostro giudizio, le innovazioni hardware e software che potrebbero aumentare, posto già non lo stiano facendo, le prestazioni di robot mobile e cobot? Come definire un mobile robot o un cobot allo stato dell’arte?
Per migliorare la collaborazione uomo-macchina, sarà importante dotare i robot antropomorfi di sistemi di percezione dello spazio sempre più evoluti, come quelli che oggi caratterizzano gli Amr, consentendo anche ai bracci robotici di svolgere applicazioni a tutti gli effetti collaborative, nel modo più flessibile possibile.
Grazie a innovative soluzioni software e hardware, i robot non avranno più bisogno di essere programmati per l’esecuzione ripetitiva di un task, ma potranno adattarsi autonomamente ai compiti da eseguire per gestire una produzione estremamente variabile. Il ruolo dei sistemi di visione e dell’intelligenza artificiale diventeranno quindi cruciali per permettere ai robot di utilizzare sensi “quasi umani”, come la vista e il tatto, permettendogli di adattarsi in modo intelligente agli stimoli esterni, all’interno di un ambiente meno strutturato, decidendo autonomamente come agire in modo veloce ed efficace.
Si pensi, ad esempio, ad applicazioni di manipolazione e di assemblaggio, dove il robot deve prelevare e gestire oggetti di forma e di tipologia diversa, andando a posizionarli o assemblarli in applicazioni differenti a seconda delle necessità. Un report diffuso da Interact Analysis nel 2022 stima che il mercato dei Piece Picking Robot registrerà dal 2019 al 2025 una crescita su base annua del 76% nel settore dell’intralogistica. Le sue applicazioni sono infatti molteplici e offrono non pochi vantaggi alle aziende che devono gestire processi di lavoro estremamente flessibili – dal settore del fullfillment all’agroalimentare.
Per ampliare le potenzialità di queste applicazioni industriali, Comau ha sviluppato un'innovativa famiglia di sistemi di visione basati sull’utilizzo dell’intelligenza artificiale, chiamata MI.RA (Machine Inspection Recognition Archetypes). Ne fanno parte la tecnologia MI.RA/Depalletizer, una soluzione che sfrutta le potenzialità dell’intelligenza artificiale per automatizzare e rendere più flessibili le operazioni di depallettizazzione, MI.RA/3D, un potente e intelligente sistema di visione per guidare un robot in 3D e MI.RA/Thermography, una soluzione che usa la termografia e l'intelligenza artificiale per eseguire la valutazione e il controllo automatizzato di applicazioni di saldatura.
Quali sono le vostre proposte come robotica mobile e/o robotica collaborativa che ritenete maggiormente innovative, tali da rappresentare una differenziazione rispetto ai competitors di settore?
Comau è all’avanguardia nello sviluppo di soluzioni innovative capaci di rispondere alle esigenze di produzione dell’Industria 4.0. Spesso le aziende sono alla ricerca di sistemi automatizzati integrati con robot collaborativi o tecnologie indossabili (per esempio, l’esoscheletro per gli arti superiori Comau Mate-Xt, dallo scorso autunno lanciato anche in versione connessa, 4.0), in grado di garantire una stretta cooperazione tra l’operatore e le macchine. In quest’ambito è in continuo aumento anche la richiesta di robot in grado di mantenere ritmi di lavoro elevati ma che, allo stesso tempo, permettano all’operatore di poter lavorare in totale sicurezza, in prossimità della macchina.
Per rispondere alle richieste di cobot capaci di operare con performance industriali, Comau ha realizzato Racer-5 Cobot, un robot collaborativo antropomorfo a 6 assi con un carico utile di 5 kg e uno sbraccio di 809 mm con un peso di 34 kg, capace di passare automaticamente e in completa sicurezza dalle alte velocità tipiche di un robot industriale alla modalità collaborativa, traslando da una velocità cartesiana che arriva fino a 500 mm al secondo nella modalità collaborativa e fino a 6 m al secondo nella modalità industriale. L’interazione con la macchina è inoltre semplificata per facilitare il lavoro degli operatori: il cobot è dotato di coperture di sicurezza con striscia Led che consentono di identificare a colpo d’occhio lo stato di funzionamento del robot e grazie a pulsanti presenti sull’avambraccio del robot, l’operatore può scegliere di gestirlo in modo manuale o di personalizzare le sue modalità operative in base a specifiche esigenze di lavoro.
Nel campo della robotica collaborativa, rivolta sia a settori manifatturieri tradizionali che a mercati emergenti, Comau è inoltre impegnata nello sviluppo di soluzioni innovative nel campo dei mobile robots, che integrano cobot e piattaforme robotiche per la gestione sempre più efficiente e intelligente di applicazioni di manipolazione, controllo di qualità e saldatura in ambienti industriali destrutturati.
