La robotica in fermento

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DSC_0025La robotica e l’automazione fanno parte di quella linea di sviluppo che segna l’evoluzione verso la cosiddetta Fabbrica del futuro. Abbiamo intervistato l’ing. Arturo Baroncelli neo Presidente di IFR (International Federation of Robotics) e Dirigente presso Comau Robotics per commentare insieme alcuni aspetti del tema.

La robotica ha ormai un lungo passato alle spalle. Ce ne può tracciare le grandi linee dello sviluppo?

Dalle tre leggi di Asimov degli anni ‘40 saltiamo decisamente alla data che segna di fatto l’inizio della robotica, il 1962, data in cui Joe Engelberger mette per la prima volta un robot a scaricare un pezzo da una pressa in General Motors, operazione complicata e pericolosa. La rivoluzione rispetto all’automazione rigida era che il robot poteva essere programmabile e quindi poteva prendere il pezzo e metterlo in una certa posizione fissa o in un’altra, in un numero infinito di posizioni. Poi poteva decidere: qualora ci fosse una posizione già occupata poteva andare da un’altra parte oppure mettersi in attesa. È il momento della dominazione americana. Nel 1970 si verifica un salto tecnologico: giapponesi ed europei sfruttano i servomotori e i nuovi potenti processori, all’origine dei moderni PC, e costruiscono il robot elettrico. Gli americano spariscono. Dal 70 in poi i robot sviluppati sono antropomorfi con 6 gradi di libertà, 6 motori, 1 controllo e continuano a essere simili a se stessi nel tempo. Nessun grande salto tecnologico, ma miglioramento esasperato di prestazioni e riduzione di costi. Con il passare degli anni il paio di centinaia di produttori di robot in grado di offrire modelli dai 6 agli 800 kg si assottiglia e oggi ne rimangono 8. Nel contempo, a partire da 10-15 anni fa, sono nate e si sono evolute alcune tecnologie che hanno dato origine a un secondo filone, i robot di servizio.

Come ha visto l’immaginario collettivo nell’ultimo decennio lo sviluppo della robotica, anche tenuto conto delle fluttuazioni economiche mondiali?

A partire dall’originario significato slavo di robot “lavoratore” l’immaginario collettivo si è nutrito di cinematografia, di televisione che hanno portato alla conoscenza di robot e automi vari, in corrispondenza, peraltro, dello sviluppo reale proprio dei robot di servizio: il caso più eclatante è quello degli umanoidi con 60-70 assi. In questo segmento ci sono oggi una miriade di applicazioni, alcune sopravvivranno, altre no. Oggi, sempre in parallelo alle raffigurazioni mediatiche, si realizzano per esempio visi umani di robot, assolutamente realistici, che generano anche perplessità. La riflessione che possiamo fare, non so se definirla anche speranza, è che questi umanoidi sono in grado di replicare le nostre espressioni ma non le emozioni che le generano. Un altro aspetto è l’accettazione di questi robot da parte delle persone. Una certa diffidenza è ancora presente in Occidente, mentre in Oriente l’atteggiamento dei bambini e dei giovani è di grande accettazione. A questo proposito come IFR abbiamo lanciato una iniziativa “Robot create jobs” per rimarcare che i robot sviluppano la creatività per realizzare non soltanto nuovi processi ma anche nuovi prodotti. Senza contare che non si può fermare lo sviluppo tecnologico e il robot deve essere considerato come un mezzo per eseguire determinate attività, così come per il PC i programmi di scrittura testi, elaborazione dati etc.

In termini numerici quale è stato l’andamento della robotica negli anni recenti?

I robot industriali nel 2011 sono stati 166.000, nel 2012 159.000. I robot di servizio sono difficilmente inquadrabili, ma hanno avuto un aumento valutabile in due cifre percentuali, anche grazie a quella che si chiama “fertilizzazione incrociata”. In particolare si è aperto un mercato enorme in Cina, che, a partire da zero sta diventando il più grande consumatore di robot. Poi Tailandia, Indonesia e altri mercati si stanno rapidamente confermando come emergenti. Per meglio comprendere il fenomeno Cina è necessario ricordare che ovviamente ha a disposizione una enorme quantità di mano d’opera, ma in diversi settori, per esempio nell’automotive, le robotica costituisce un insostituibile standard de facto. Molte aziende cinesi sono nate con joint venture e applicano gli stessi processi robotizzati occidentali o giapponesi, e lo stesso è avvenuto nelle società di proprietà completamente cinese; Peraltro è in crescita di trasferimento anche la robotica non applicata all’automotive.

Quale è lo stato di implementazione della robotica in Italia?  

Suddivisa la robotica industriale in due grossi filoni, l’automotive e le altre applicazioni, vediamo che l’Italia, molto importante per il settore, si è mossa su due binari differenti e in maniera positiva. Negli anni ‘70 nasce la SIRI, seconda dopo l’Associazione giapponese, grazie anche alla presenza nei dintorni di Torino di una realtà industriale formidabile: Comau, Olivetti, Dea, Prima, Bisiach e Carrù, contributori di un polo automobilistico forte, con pochi rivali nel mondo. Nel contempo su una dimensione separata sono sorti e si sono sviluppati nel settore non auto alcuni tra i migliori integratori del mondo che hanno cominciato a introdurre i robot nei vari distretti industriali specializzandosi nelle diverse applicazioni, saldatura, assemblaggio ecc. Gli integratori esperti di automazione, a volte realtà sconosciute, ma eccezionali, stanno oggi tra l’altro sostenendo la nostra economia, esportano il 90% dei macchinari e non hanno risentito della crisi grazie al loro know how e alle loro competenze. L’Italia è al secondo posto come rapporto robot e operatore in tutte le industrie, mentre è al primo posto nel settore automotive. Per esempio: anche la Francia ha un buon numero di robot, certamente nel settore automotive, ma non ha una densità pari alla nostra, perché là sono presenti grandi aziende, mentre da noi è ampio il tessuto delle piccole e medie imprese, terreno molto fertile per lo sviluppo della robotica. Posso quindi concludere che in tutto l’Occidente quanto a diffusione dei robot noi ci troviamo in un ambito di eccellenza.

È concretamente dimostrabile che l’introduzione del robot produca benefici per il business?

Certamente. Gli integratori hanno supportato egregiamente molti imprenditori che si sono trovati al bivio “mi trasferisco all’estero e competo con un costo del lavoro più basso oppure cerco la competitività attraverso una maggiore qualità, un abbattimento dei costi con un sistema automatizzato”? Questi imprenditori hanno salvato la loro azienda utilizzando in modo intelligente i robot, innovando il processo e sovente anche il prodotto. Alternative in questo mondo globalizzato non ce ne sono molte. In alcuni casi è questione di sopravvivenza o si riducono i costi e contemporaneamente si aumenta la qualità, oppure si cambia modello di business, oppure si chiude. Non è soltanto un problema dell’Italia, ma di tutto l’Occidente.

Quali sono le frontiere dello sviluppo?

Mentre il mercato cresce, si assiste a riduzione di costi e aumento di prestazioni. Siamo però anche in vista di un nuovo “salto” tecnologico. L’esigenza è di fare lavorare insieme robot ed essere umano in piena sicurezza. Il momento di uscita del robot dalla “gabbia” di segregazione è vicino grazie a una serie di sensori a bordo macchina ed è quindi possibile affidare all’uomo alcune attività e al robot altre in ottica di affiancamento. Una ulteriore frontiera sarà lo sviluppo di sistemi di presa flessibili, attualmente ancora impresa ardua, ma in studio. Ovviamente tutto questo, all’insegna della sostenibilità, che deve essere valutata in sede di specifici processi di lavoro, ma per quanto riguarda il solo robot, Comau sta intervenendo fortemente con macchine più efficienti e potenza installata più bassa, con recupero d’energia durante le fasi di decelerazione, spegnimento e accensione dei motori in funzione del ciclo. Nella saldatura ad arco e a punti la corsa è verso soluzioni più efficienti e a bassa temperatura, con un enorme abbattimento dell’energia sprecata.

È possibile affermare che Il migliore terreno per l’implementazione dei robot sono le nuove fabbriche?

Certamente, perché lì è possibile realizzare un momento intermedio tra un ambiente strutturato e uno destrutturato, nel quale le nuove tecnologie della robotica possano vivere ed evolvere. Da anni propongo un mio schema dove sulle ascisse si indica la complessità tecnica di una robot: all’ estremo sinistro si hanno 6 assi e nessun sensore e all’ estrema destra 60 / 70 assi con sensori tattili e di visione. Sulle ordinate si ha un concetto più qualitativo che descrive il livello di interazione uomo macchina e il fatto che l’ambiente in cui opera il robot sia più o meno strutturato. In basso c’ è il caso di applicazioni tipiche industriali: nessuna interazione tra uomo e robot, ambiente sempre uguale e descrivibile geometricamente al 100%; in alto totale interazione uomo robot e ambiente destrutturato e disordinato tipico di applicazioni in ambito civile. Nel piano si ha pertanto: in basso a sinistra il caso industriale tradizionale di robot a 6 assi, senza sensori, circondato da robuste barriere di sicurezza; in alto a destra la situazione in cui, nel futuro, è previsto l’ uso estensivo di robot di servizio a contatto continuo con l’ uomo in ambienti normali non di fabbrica. In quest’ ottica io vedo come importantissimo un momento intermedio di utilizzo di robot industriali più evoluti di quelli tradizionali (quindi con più assi, magari mobili, con visione e sensori tattili) in un ambiente semi strutturato di fabbrica ad alta interazione con operatori, opportunamente istruiti per disciplinare le interazioni uomo macchina. Tale momento vedrà confluire le tecnologie della robotica industriale e quelle della robotica di servizio; Ma attenzione: questo avverrà se e solo se si verificheranno due circostanze: il tutto dovrà avere costi minori o uguali rispetto ai competitivissimi sistemi attuali di produzione e il livello di affidabilità dovrà eguagliare o superare gli attuali livelli; Si pensi per esempio che l’MTBF di un robot industriale sono 70.000 ore;  Conclusione: se ci arriviamo agli stessi livelli euro / pezzo prodotto va bene, se siamo allo stesso valore di efficienza va bene, altrimenti sarebbe soltanto un esercizio teorico.

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