Robotica industriale

Gesture controlling e robotica industriale, quali prospettive

Dai robot collaborativi (cobot) all’impiego delle interfacce naturali, che consentono di comunicare con le macchine ricorrendo ai gesti, ecco le nuove frontiere dell’automazione industriale

07 Mag 2020

Massimiliano Bellino

general manager – Next Industries S.r.L, innovation manager MISE

Uno dei temi più discussi in questi ultimi decenni sulla robotica è l’avvento dei cosiddetti cobot, quanto e se essi siano in realtà differenti dai tradizionali robot industriali e quanto sia semplice o meno interagire con essi.

Cobot, definizione e comparazione con i robot

Partiamo con la definizione di robot collaborativo o cobot, come viene comunemente chiamato. Il termine è stato coniato per rappresentare tipologie di robot di facile integrazione che di solito svolgono attività ripetitive e/o poco sicure, lasciando alla forza lavoro umana più tempo per attività manuali di valore superiore sia a monte sia a valle della catena produttiva.

In cosa i cobot si differenziano dai robot industriali? Il primo parametro che tradizionalmente viene considerato è il costo: i robot industriali hanno avuto sinora un costo molto maggiore rispetto ai cobot, e hanno richiesto spazi e tempi di installazione maggiori. È ovvio pensare che queste caratteristiche si riversino anche sulle prestazioni: maggiore è il costo, migliore la prestazione. Ma anche qui occorre riflettere sulla totalità del lavoro che un robot può svolgere.

Spieghiamo con un esempio, pensando a un robot posto in catena di montaggio: esso è di grandi dimensioni e capace di sollevare carichi anche pesanti, ma questo influisce sulla velocità di movimento, rendendolo più lento.

Un aspetto che non può essere sottovalutato è quello della sicurezza sul luogo di lavoro. Avere a che fare con i robot implica attuare misure di sicurezza, come ad esempio posizionare barriere di recinzione, per garantire l’incolumità degli addetti durante le operazioni produttive. Queste disposizioni possono essere costose oltre che dispendiose in termini di tempo, anche se la sicurezza per l’uomo non dovrebbe mai essere messa in discussione. I cobot invece, grazie alle dimensioni contenute e alle nuove tecnologie di sicurezza a bordo, permettono l’azione dell’uomo di lavorare anche nelle immediate vicinanze; si può quindi dire che i cobot incrementano la sicurezza delle lavorazioni sia manlevando gli operatori dalle operazioni meno ergonomiche (come i robot industriali), sia rendendo nell’80% dei casi superflua l’installazione delle barriere di recinzione.

Robot industriali dal costo sempre più contenuto

Quello che sta succedendo negli ultimi tempi è però un’inversione di tendenza, in quanto il costo dei robot industriali si sta uniformando alle esigenze di mercato, rendendo questi device accessibili anche per le medie imprese.

E qui arriva il punto. Paragonando i pro e i contro di entrambe le tipologie di robot, sorgono spontanee alcune domande.

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Quanto siamo disponibili adinvestire in termini di costo e di tempo? Che si tratti di un robot o di un cobot, quanto lavoro ci farà risparmiare o ridorrà in termini di tempo, migliorando di conseguenza la capacità produttiva sia in termini di quantità sia di qualità?

Ma soprattutto quanto tempo siamo disponibili a spendere per imparare a interagire con lui?

Nell’industria abbiamo tipicamente robot che eseguono sempre e solo un “task” o “tipologia di lavoro”; la programmazione richiede conoscenze di un certo livello in campo informatico nonché molto tempo per seguire i vari step. E se per caso il robot deve essere spostato, tutto il processo di programmazione deve cominciare da capo.

Ma è possibile immaginare un futuro in cui l’interazione uomo-macchina sia ancora più semplice? È possibile immaginare di programmare robot senza codici complessi ma semplicemente insegnandogli a lavorare (un po’ come avveniva nel film “Real Steel” con Hugh Jackman e Dakota Goyo in cui il pugile insegnava a boxare al robot)? Fino ad ora tutto sembrava lontano e un po’sfumato, per l’appunto confinato alla fantasia di registi e sceneggiatori o nei cartoni animati giapponesi.

Oggi sta cambiando qualcosa in quanto abbiamo accesso a tecnologie come Edge Computing, Cloud e soprattutto intelligenza artificiale. La sfida del futuro rimane quindi poter interagire in modo semplice con i robot, magari con i gesti e in futuro sempre di più anche con la voce. Ed è così che vedo il processo che si definisce “industria 4.0”.

Gesture controlling, l’uso delle interfacce naturali

Se ci pensiamo bene, i gesti sono sempre stati alla base della comunicazione. Rivestono un ruolo primario e fondamentale nelle nostre attività quotidiane, qualsiasi esse siano.

E allora perché non “digitalizzare” anche questa nostra naturale tendenza?

Alcuni esperti pensano che certamente sia la via da seguire, e le aziende lungimiranti hanno già iniziato a integrare sistemi di “gesture controlling” all’interno delle loro operatività. Le ragioni sono diverse, ma si riducono a una essenziale: quando tecnici, progettisti e ingegneri devono controllare il modo in cui funzionano i sistemi e gli strumenti, nulla batte il potere dei gesti. Con le mani e le braccia, il personale può raggiungere un grado di precisione e velocità che joystick, mouse e nemmeno i touchscreen forniscono. Ecco perché la robotica industriale è la frontiera più interessante per applicazioni di gesture recognition (riconoscimento dei gesti) e in generale di Natural User Interface (Interfaccia Uomo-Macchina).

L’interfaccia uomo-macchina è quella parte che separa un essere umano che sta utilizzando una macchina dalla macchina stessa. Uno dei problemi classici da affrontare è il fatto di rendere questa parte il più semplice ed intuitiva possibile, ed è la difficoltà con cui tutti i programmatori quotidianamente si scontrano.

In passato, quando gli operatori avevano bisogno di controllare i robot durante i processi di produzione, dovevano utilizzare interfacce piuttosto ingombranti e i robot sono stati progettati pensando a questi sistemi limitati. Ora invece i movimenti del corpo dei tecnici potrebbero essere imitati dai robot con un’incredibile precisione, consentendo agli operatori di eseguire attività di produzione e manutenzione con livelli di affidabilità senza precedenti. Ma negli ultimi decenni abbiamo visto anche l’incredibile sviluppo dell’intelligenza artificiale, per mezzo della quale i robot possono imparare dai nostri gesti.

Riprogrammare i robot in modo intuitivo

L’interazione dei cobot con i nostri gesti può essere vista in una doppia chiave: il robot segue come un’ombra i movimenti dell’uomo, oppure “sa” che a un determinato gesto corrisponde una determinata azione. Quest’ultima visione è senza dubbio la più ambiziosa e al contempo affascinante da realizzare, ma il risultato è – per l’appunto – la semplificazione dell’interazione uomo-macchina unito a un notevole risparmio di tempo e fatica nella riprogrammazione. Senza contare che ciò porterebbe a un incremento del loro utilizzo, essendo utilizzabili anche senza particolari competenze di coding. Se il robot sapesse che a un mio “cerchio disegnato nell’aria” corrisponde, ad esempio, il movimento di aprire la pinza e agganciare un oggetto, ripeterebbe lo stesso movimento ovunque e ogni qualvolta io compio il movimento. Potete pensare a quanto potrebbe essere più efficiente l’utilizzo di questi robot?

Conclusioni

Questa quarta rivoluzione industriale porterà più automazione e più sicurezza nelle nostre fabbriche. Più efficienza e dati da analizzare. Ma soprattutto ci aprirà la mente a un futuro in cui le macchine saranno sempre più umanizzate e utilizzabili da tutti senza particolare competenze tecniche. L’evoluzione della tecnologia ci ha portato dai primi computer programmabili con schede perforate, passando per l’interazione a riga di comando fino ad arrivare all’utilizzo di finestre e mouse. Oggi il computer è un mezzo accessibile a tutti, mentre il robot soprattutto industriali sono prodotti ancora per pochi e soprattutto poco sviluppati nelle piccole e medie imprese. È giunto quindi il momento di pensare a interagire in modo naturale, con le voci e i gesti, per poter accedere sempre di più alle nuove tecnologie immaginando un mondo in cui l’automazione non toglie lavoro ma ci libera dai pericoli, dalla fatica e infine ci darà la possibilità di dedicarci agli altri.

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