Arrivano i robot industriali

I’ll be back”, letteralmente “Tornerò”: è probabilmente la battuta più famosa mai pronunciata da un robot, ossia da Terminator. Al tempo stesso, però, probabilmente non è proprio la migliore pubblicità per la robotica, poiché Terminator non si comporta esattamente come un gradevole essere umano. Fortunatamente, Terminator è solo fantascienza, e Schwarzenegger addirittura finisce per salvare l’umanità nel secondo capitolo della saga. Per lasciare l’intrattenimento e tornare alle cose serie, vi sono diversi modi in cui gli esseri umani possono trarre vantaggio dall’interazione con svariati tipi di robot coinvolti nell’automazione industriale e sentirsi comunque sicuri mentre lavorano con essi. In fondo, entro il 2018 circa 1,3 milioni di robot industriali faranno il loro ingresso nelle fabbriche in tutto il mondo; la concentrazione più alta si troverà a lavorare nelle fabbriche in Europa, secondo la International Federation of Robotics. L’attenzione dell’industria si rivolge verso i robot industriali in cinque settori di riferimento.

Industriali, logistici e collaborativi

Prima di passare ad alcuni esempi di interazione uomo/robot, ecco le prime tre categorie di robot attualmente utilizzate nell’automazione industriale.

  • I robot industriali, che gestiscono attività come saldatura, pallettizzazione e sollevamento. Sono fissati al pavimento, al soffitto o alle pareti. Una centralina posta all’interno di un armadio di comando controlla il robot. Un esempio di interazione tra un robot industriale e un essere umano è il seguente: dopo la fase di lavoro di un robot industriale su un prodotto, un essere umano preleva il prodotto ed entra nell’area di lavoro del robot.
  • I robot logistici, che sono utilizzati in magazzini nei quali un robot raccoglie le merci e le porta a una stazione di confezionamento oppure dove il robot trasporta le merci da un edificio a un altro di uno stabilimento. Questi robot si muovono all’interno di un ambiente particolare e necessitano di molti sensori per la localizzazione e la mappatura, nonché di sensori per evitare le collisioni.
  • I robot collaborativi, che sono pensati per interagire direttamente con gli esseri umani. La differenza rispetto ai robot industriali risiede nel fatto che il robot e l›essere umano lavorano sullo stesso oggetto contemporaneamente. Un esempio è quando il robot collaborativo tiene un oggetto sopra il banco di lavoro di un operatore, in modo che quest’ultimo possa muovere e girare l’oggetto a suo piacimento per ispezionarlo visivamente ed eseguire eventuali attività di rifinitura. I robot collaborativi, nella maggior parte dei casi, sono fissati a un tavolo e, come i robot industriali, sono controllati da una centralina.

Le sfide dell’interazione uomo/robot

Poiché gli esseri umani saranno sempre presenti, il grosso problema posto dall’interazione uomo/robot è come garantire la sicurezza di questa interazione per noi esseri umani. In che modo è possibile prevenire le collisioni o gli incidenti, pur lavorando fianco a fianco? Le sfide poste possono essere alquanto differenti a seconda del tipo di robot. Un robot industriale è progettato per eseguire attività rapidamente e con precisione. I motori all’interno del braccio di un robot ricevono un segnale ed eseguono il relativo comando. Tipicamente, il braccio del robot non è dotato di caratteristiche che gli permettono di rilevare l’ambiente in cui si trova, ma si limita ad eseguire i comandi e a portarsi nelle posizioni programmate, a prescindere che vi sia o meno un oggetto sul suo percorso. Pertanto, per prevenire gli incidenti, i robot industriali lavorano normalmente all’interno di un ambiente protetto. Una configurazione comune consiste nel posizionare delle barriere fotoelettriche intorno al braccio del robot. Le uscite delle barriere fotoelettriche si collegano all’armadio di comando, il quale rileva se la barriera fotoelettrica è stata attraversata e spegne quindi il braccio del robot. Un’altra configurazione consiste nel posizionare un riparo intorno al braccio del robot e monitorare la chiusura della porta. I robot logistici lavorano spesso in ambienti nei quali potrebbero essere presenti degli esseri umani. Pertanto, il robot non necessita soltanto di sensori per la localizzazione e la mappatura, ma anche di sensori per il rilevamento delle persone. Per queste tecnologie di rilevamento è possibile utilizzare sistemi a ultrasuoni, a infrarossi o Lidar. In aggiunta ai sensori pensati per la prevenzione delle collisioni deve essere presente anche un sensore di backup: se il robot colpisce un oggetto, un interruttore interno si apre meccanicamente, spegnendo il robot fino al momento in cui un operatore possa riportarlo in modalità operativa. Questa misura è necessaria per assicurarsi che il robot si fermi in caso di guasto dei sensori elettronici interni. L’interazione più complessa ha luogo fra un essere umano e un robot collaborativo. È necessario garantire che, in caso di collisione fra il braccio di un robot e un essere umano (o qualsiasi altro oggetto), i sensori integrati nel braccio del robot disattivino il robot immediatamente. In caso di guasto di uno dei sensori o del circuito elettronico che lo segue, anche il robot si spegne. Pertanto, i costruttori di robot devono implementare sistemi ridondanti all’interno del robot per consentire un rapido rilevamento e la prevenzione di ogni collisione possibile.

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