Robotica: tra presente e futuro

La tecnologia e le macchine accompagnano l’uomo dall’alba dei tempi e presto, grazie alla diffusione di nuove evoluzioni e innovazioni, assisteremo a una nuova era in cui robot e sistemi intelligenti saranno presenti ovunque e diventeranno quei partner che ci aiuteranno a fare molto di più di quanto possiamo fare da soli.

La robotica, si occupa della progettazione, del controllo, ma anche della produzione e dell’utilizzo dei robot.

L’area tematica della robotica non è solo rappresentativa del progresso tecnico compiuto nell’arco di più decenni, ma si rivela anche estremamente complessa.

Di conseguenza racchiude, unisce e richiede in egual misura l’interazione di diverse scienze, discipline e specialità. Soprattutto l’elettrotecnica, la costruzione meccanica e la matematica, ma anche l’informatica e in particolare il settore di ricerca dell’Intelligenza Artificiale rivestono grande importanza per la robotica.

Allo scopo di ottimizzare i processi e le fasi di lavoro mediante dispositivi e sistemi che operano in autonomia, l’automazione rappresenta una componente essenziale della cosiddetta Industria 4.0.

I processi di produzione industriali vengono prevalentemente combinati con le innovazioni digitali della tecnologia della comunicazione e dell’informazione. Questa interconnessione si basa tra l’altro su soluzioni di automazione intelligenti, quali la robotica e i suoi prodotti.

In questo contesto l’automazione, la robotica e la trasformazione digitale dipendono direttamente l’una dall’altra.

I Robot nel Presente

L’impiego dei robot costituisce nel settore industriale un elemento estremamente importante, anzi irrinunciabile.

Nell’industria

Nell’industria moderna l’utilizzo del braccio robotico industriale è già imprescindibile in diverse realtà.

Mentre i robot industriali rivestivano tradizionalmente una grande importanza nelle catene di montaggio del settore automobilistico, grazie alle innovazioni e al progresso tecnico, oggi sono parte integrante della catena di creazione del valore in campo industriale.

I settori di applicazione tipici della produzione sono i dispositivi di manipolazione per il montaggio, l’imballaggio e l’equipaggiamento di macchine. I robot industriali sono utilizzati anche nell’ambito di processi quali la verniciatura, la misurazione, il taglio, la rettifica e la saldatura.

I requisiti dei robot industriali variano in funzione del portafoglio di compiti richiesto. Nell’ambito di fasi di lavoro e processi semplici che si ripetono  in modo invariato si utilizza spesso la robotica che non è dotata né di mobilità né di sensori. Molti settori comprendono invece catene di produzione del valore che dipendono prevalentemente da robot complessi. In questo caso servono sensori, tecnologie intelligenti e ampie possibilità di programmazione e di controllo.

In Medicina

La robotica svolge prevalentemente un ruolo di assistenza e serve al personale specializzato analogamente alla mano di un aiutante. Grazie alle loro prestazioni di lavoro costanti, i robot medici riducono i tempi degli interventi e gli errori operativi causati, tra l’altro, dall’affaticamento.

I robot hanno accompagnato l’evoluzione della chirurgia mininvasiva, Franca Melfi, professore di Chirurgia toracica dell’Università di Pisa e direttore del Centro di chirurgia robotica e di chirurgia toracica mininvasiva robotica dell’Azienda Ospedaliera Universitaria Pisana che a partire dal 2001 ha accumulato oltre 3000 operazioni col robot. 

Nel Militare

La robotica troverà un crescente impegno in ambito militare e di protezione civile, perché permetterà di usare macchine intelligenti automatizzate e/o pilotate da remoto in diverse situazioni pericolose.

I robot sviluppati per applicazioni militari, i cosiddetti robot militari o sistemi militari senza equipaggio, operano prevalentemente nei settori dell’osservazione, della ricognizione, dello spionaggio e del servizio di guardia. Sono già collaudati sul campo soprattutto i droni da combattimento, che contribuiscono all’opera di ricognizione e che in caso di necessità d’intervento possono essere dotati anche di missili.

I Cobot

In base all’attuale livello di sviluppo la robotica sta focalizzando l’attenzione tra l’altro sui robot collaborativi, i cosiddetti cobot. Questi si differenziano dai tradizionali robot industriali per il fatto che collaborano direttamente con l’uomo e non sono pertanto separati dal suo ambiente mediante dispositivi di sicurezza fisici. La tecnologia nell’automazione può rendere il lavoro meno pericoloso, faticoso e noioso, ma richiede un’implementazione attenta e un impegno nella riqualificazione del personale.

I Robot nel Futuro

La robotica oggi è una scienza in evoluzione, capace di declinarsi in applicazioni appartenenti a contesti diversi, al punto che è possibile parlare di varie sotto-discipline, tra le quali è difficile porre una netta linea di demarcazione. 

Stiamo entrando in una nuova era dell’intelligenza artificiale – quella della machine learning – in cui il robot impara le regole di comportamento tramite interazione diretta o apprendendo tutte le informazioni necessarie da filmati di esempio. Questi sistemi sono in grado di imparare autonomamente, senza essere programmati, attraverso algoritmi di apprendimento statistico, esibendo capacità di ragionamento e di comprensione simili a quelle dell’operatore umano.

Il rapporto 2020 della International Federation of Robotics evidenzia come le applicazioni tipiche della robotica di servizio sono i robot umanoidi assistenti personali nelle abitazioni private, negli ospedali e nelle case di cura.

Settori importanti sono anche quelli che riguardano i robot per uso domestico e i robot per intrattenimento e per compiti educativi. Un campo di ricerca della robotica cognitiva che diventa sempre più rilevante riguarda la cyber security connessa a tali sistemi. L’uso di robot personali all’interno delle case comporta uno stretto contatto con le persone. Con i loro sensori accumulano dati relativi alle abitudini e alle problematiche mediche delle persone, nonché a varie informazioni sugli ambienti di vita e di lavoro. Con i loro attuatori intervengono in modo pervasivo sulle attività dei soggetti monitorati e sul loro ambiente. La sicurezza informatica connessa a questi sistemi dovrà essere oggetto di adeguata attenzione.

Un pericolo spesso prospettato è che l’intelligenza artificiale delle macchine raggiunga presto una tale autonomia decisionale da poter escludere in tutto e per tutto l’uomo nell’esercizio di arti e professioni, con il rischio di arrivare a robotizzare gran parte dei posti di lavoro. Già oggi, in alcuni settori, determinati lavori tipicamente svolti dall’uomo vengono affidati alle macchine. Negli anni le macchine andranno a sostituire gli esseri umani in quelle attività manuali in cui è a rischio la salute o si richiede un grande sforzo e laddove risulti economicamente conveniente.

L’errore comune che purtroppo si commette è quello di attribuire tale cambiamento sociale a una responsabilità della ricerca e alle macchine stesse. I robot non hanno una volontà propria e pertanto non dovrebbero venire additati come un pericolo. Non è il robot a sostituire l’uomo, bensì è l’uomo a decidere se e quando un robot può sostituirlo e in quale settore.

Allo stesso modo, non è tanto il robot che sta prendendo il posto dei lavoratori, ma è l’economia che si sta trasformando e con essa anche il mercato del lavoro per stare al passo con i tempi. Questo non deve tuttavia essere considerato come un aspetto negativo, nel momento in cui le tempistiche di trasformazione sociale siano tali da consentire al mercato del lavoro una trasformazione continua e complementare

Ad oggi, nonostante gli enormi progressi compiuti nella progettazione dei robot, gli ambienti inospitali e inesplorati rappresentano ancora un limite per l’uomo e per gli scienziati che sviluppano queste macchine. Se da un lato la selezione naturale nell’uomo porta avanti i geni più forti sviluppando individui sempre più evoluti, lo stesso non può essere applicato per i robot.

In futuro gli sforzi dei nostri scienziati si concentreranno sempre più su una biorobotica o una robotica avanzata per realizzare forme di vita artificiali dai comportamenti intelligenti in grado di svilupparsi e adattarsi in modo autonomo all’ambiente in cui si trovano.

Dietro i robot c’è l’uomo che li programma e che ne detta regole e limiti.

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