> FocusUnimore > numero 11 – gennaio 2021
A partire dalla seconda metà del secolo scorso la robotica ha cambiato profondamente il mondo della produzione industriale. I robot, grazie alla loro flessibilità e alle molteplici possibilità di utilizzo, possono interfacciarsi con altre macchine e consentono di realizzare linee di produzione flessibili e riconfigurabili; nonostante tutto sono spesso trattati alla stregua di macchine automatiche.
Grazie ai notevoli progressi dell’ultimo decennio nel campo della meccatronica e nel controllo, oggi è disponibile sul mercato una nuova generazione di robot, detti “collaborativi”, capaci cioè di interagire con gli esseri umani in modo sicuro.
Si tratta di una vera e propria rivoluzione, che ha visto i robot trasformarsi in sistemi che possono assistere l’operatore umano nell’esecuzione di compiti complessi o pericolosi, sia nel lavoro sia nelle attività di tutti i giorni. A questa nuova generazione di robot rimane però un limite, dovuto talvolta a una collaborazione poco intuitiva. Questo, spesso, rende i robot collaborativi molto sicuri, ma poco efficienti.
Il Progetto Horizon 2020 ROSSINI (Robot enhanced sensing, intelligence and actuation to improve job quality in manufacturing, https://www.rossini-project.com), nell’ambito del quale Unimore è coordinatore tecnico con il suo gruppo di ricerca ARSControl del Dipartimento di Scienze e Metodi dell’Ingegneria, a Reggio Emilia, ha l’obiettivo di sviluppare una piattaforma hardware e software per la progettazione di applicazioni di robotica collaborativa che abbiano elevate prestazioni. Il partenariato del progetto include l’intera filiera di sviluppo e di applicazione di celle collaborative che va dai produttori di nuove tecnologie per la robotica collaborativa agli end-user della piattaforma ROSSINI, passando per gli integratori e gli sviluppatori di nuovi algoritmi di controllo e di intelligenza artificiale, per massimizzare le prestazioni garantendo la sicurezza del sistema.
“Il progetto ROSSINI – commenta il Prof. Cristian Secchi del gruppo di ricerca ARSControl – consente di fare un grande passo verso una robotica collaborativa che sia allo stesso tempo sicura ed efficiente e di puntare verso un futuro in cui i robot possano assistere l’uomo in modo efficace e sicuro”.
I partner del progetto, insieme all’Ateneo di Modena e Reggio Emilia, sono realtà imprenditoriali e organizzazioni di tutta Europa: Datalogic (coordinatore), CRIT (coordinatore tecnico), Pilz, Iris, Vintiv, TNO, Fraunhofer, Supsi (Scuola Universitaria Professionale della Svizzera Italiana), Core, IMA, Whirpool, Schindler.
La piattaforma ROSSINI è basata su tre pilastri principali: nuovi sensori certificati per la sicurezza e la loro fusione in una mappa semantica, per aumentare la percezione di un robot collaborativo; nuove strategie di controllo e intelligenza artificiale, per consentire al robot di prendere decisioni efficienti, sicure e capaci di migliorare la qualità del lavoro dell’operatore basandosi sulla ricca percezione fornita dai sensori ROSSINI; rendere l’interazione tra uomo e robot naturale, semplice e intuitiva.
“Questa piattaforma – continua il Prof. Secchi – sarà testata su tre casi d’uso industriali al fine di validarne l’efficacia e la sicurezza. Il primo caso d’uso, implementato presso IMA, riguarda l’utilizzo della piattaforma per lo sviluppo di un’applicazione collaborativa con un robot mobile dual-arm per assistere l’operatore nel cambio rullo in macchine automatiche. Il secondo caso d’uso, implementato presso Schindler, riguarda lo sviluppo di una cella robotica per l’assemblaggio collaborativo di pannelli per ascensori. Il terzo caso d’uso, implementato presso Whirpool, riguarda lo sviluppo di una cella collaborativa per l’inserimento di un contrappeso nelle lavatrici in movimento sulla linea di produzione. I casi d’uso sono molto diversi tra di loro e ci si aspetta che la piattaforma ROSSINI, data la sua flessibilità, sia in grado di adattarsi a ciascuno di essi migliorando le prestazioni e la qualità del lavoro, mantenendo un livello di sicurezza in linea con le normative”.
Oltre al coordinamento tecnico, il ruolo di Unimore nel progetto è quello di sviluppare, in collaborazione con gli altri partner, una nuova architettura di controllo e di intelligenza artificiale per ottenere un collaboratore robotico che sia: efficace, cioè capace di eseguire compiti complessi in un ambiente molto dinamico; sicuro, cioè aderente alle attuali normative sulla sicurezza; comunicativo, cioè capace di ricevere e mandare informazioni all’essere umano in modo semplice e intuitivo.
“In futuro, grazie al progetto ROSSINI – conclude il docente del DISMI – sarà possibile creare una sinergia tra uomo e robot in cui le capacità complementari dei collaboratori (come, ad esempio, l’esperienza dell’essere umano e la precisione del robot) siano unite per consentire alla coppia di fare cose che né l’uomo né il robot da soli potrebbero eseguire. Questo porterà l’industria manifatturiera a un nuovo livello di efficienza e capacità produttiva mai visto prima”.
Il gruppo di ricerca ARSControl del Dipartimento di Scienze e Metodi dell’Ingegneria di Unimore, attivo dal 2001 all’interno dell’Ateneo, diretto e fondato dal Prof. Cesare Fantuzzi, si occupa delle attività di ricerca più innovative nei campi dell’automazione e della robotica.
L’aspetto distintivo delle ricerche di ARSControl è la volontà di costruire un forte legame tra l’industria e il mondo accademico, cercando di creare forti collaborazioni per affrontare i problemi tecnici reali dell’ambiente industriale, applicando le tecnologie e ricerche di base derivate dal mondo universitario.
Studenti e studentesse, neolaureati/e dell’Ateneo trovano quindi terreno fertile per applicare le conoscenze e le competenze, acquisite nel loro percorso di formazione, a problematiche e casi di studio del mondo industriale.
Studenti e studentesse, laureati/e e ricercatori e ricercatrici hanno infatti saputo coniugare le conoscenze scientifiche con le applicazioni industriali facendo nascere diverse realtà estremamente innovative quali, ad esempio, Industria Tecnologica Italiana srl.
In tali startup la conoscenza e l’inventiva sono il motore per raggiungere obiettivi imprenditoriali ambiziosi, resi possibili dal bagaglio di conoscenze apprese durante il periodo di studi universitari e del dottorato di ricerca.