I nuovi orizzonti della robotica di servizio
Che cosa si intende per robotica di servizio? Quali sono i settori che possono trarre i maggiori benefici dalla diffusione di questo segmento della robotica? Ha senso parlare in questo contesto di sostenibilità? E di un connubio con l’Intelligenza Artificiale? Di questi e altri argomenti ha parlato il professor Giuseppe Quaglia del Politecnico di Torino durante il suo intervento in occasione dei Robotic Days
Numerosi sono stati i temi affrontati in occasione dei Robotic Days, evento digitale organizzato dalla rivista Deformazione con il patrocinio di SIRI, Associazione Italiana di Robotica e Automazione e il contributo di SIAD in qualità di main sponsor. Tanti argomenti e tutti di grande attualità, come la robotica collaborativa, la robotica mobile, il connubio tra robot e intelligenza artificiale e la robotica di servizio, un segmento della robotica che sta prendendo sempre più piede negli ultimi anni. Per parlare di robotica di servizio Fabrizio Garnero, direttore editoriale di PubliTec che ha moderato tutti i Tech Talks dei Robotic Days, ha interpellato il professor Giuseppe Quaglia, DIMEAS Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Aerospaziale, PIC4SeR PoliTO Interdepartmental Centre for Service Robotics del Politecnico di Torino, vicepresidente di IFToMM Italy, presidente del comitato tecnico Sustainable Energy System di IFToMM (International Federation for the Promotion of Mechanism and Machine Science) nonché Consigliere SIRI.
Abituati come siamo a parlare di robot industriali, credo sia utile inquadrare prima il discorso partendo dalla definizione di robotica di servizio. Cosa si intende? Può inoltre darci qualche numero e l’entità del mercato legato a questo segmento della robotica?
Secondo la norma ISO-Standard 8373 del 2012 un robot di servizio è un robot che non è destinato ad applicazioni industriali. Si tratta pertanto di un robot che svolge attività utili per gli esseri umani o le apparecchiature a esclusione delle applicazioni di automazione industriale. Esistono due macro categorie in cui classificare i robot di servizio: robot di servizio a uso personale e robot di servizio a uso professionale. La differenza sostanziale tra le due è che un robot di servizio per uso personale non prevede attività commerciale, mentre quello per uso professionale è utilizzato per un’attività commerciale ed è solitamente gestito da un operatore adeguatamente formato. Alcuni esempi di robot di servizio per uso professionale sono i robot utilizzati per l’agricoltura e l’allevamento, per attività di ispezione e manutenzione di impianti, per la pulizia di luoghi pubblici, per le consegne in uffici od ospedali, i robot antincendio, i robot per la riabilitazione e i robot per la chirurgia negli ospedali. Per quanto riguarda invece l’impiego personale si possono citare tagliaerba, aspirapolveri, ed anche robot dedicati all’assistenza domestica, alla sicurezza, fino a giungere alle sedie a rotelle robotizzate.
Riguardo all’entità di questo specifico segmento della robotica, secondo i dati divulgati dall’IFR (International Federation of Robotics) è evidente che si tratti di un mercato in fortissima espansione: nel 2019 è stata registrata una crescita del 32% dei robot di servizio professionali, del 40% dei robot per uso domestico e del 13% dei robot destinati al mondo dell’entertainment (parte della robotica a uso personale). Le prospettive per il futuro sono interessanti (si ipotizza una crescita annua prossima al 30% nel prossimo triennio) con una grande differenza in termini di volumi da comparto a comparto. Il mercato professionale ragiona infatti nell’ordine delle centinaia di migliaia di unità, mentre il mercato per uso domestico viaggia nell’ordine delle decine di milioni di unità.
Pare evidente che i robot stiano entrando a far parte sempre più della nostra quotidianità. Con il suo aiuto, volevo capire se esiste una “terra di confine” in cui robotica di servizio e robotica industriale possono convivere e collaborare. Penso, ad esempio, ai robot mobili che sempre più spesso vediamo girare nelle nostre aziende magari abbinati a dei cobot. Esiste quindi questa “terra di confine” e soprattutto per quali mansioni la robotica di servizio può entrare in fabbrica?
Il confine tra questi due mondi è molto labile. Anzi, da ciò che stiamo osservando, la robotica industriale esce sempre più dalle aziende e dal contesto industriale in senso stretto per diventare robotica di servizio (basti pensare al comparto ospedaliero in cui degli AGV vengono dotati di opportuni tool in modo per essere utilizzati nello svolgimento di specifiche funzioni). Nella pratica, le tecnologie abilitanti sono le stesse o molto simili ma a cambiare sono l’ambiente operativo che richiede al robot determinati requisiti fisici e un particolare tipo di impiego.
Questi due mondi – robotica di servizio e robotica industriale – hanno pertanto diversi punti di contatto. In un prossimo futuro, molti di questi robot entreranno nella nostra quotidianità sia a livello di nuove iniziative imprenditoriali sia di nuove modalità di impiego (professionale e personale). Ovviamente il Politecnico di Torino è in prima linea nello sviluppo e nelle attività di ricerca, collaborando con diverse aziende attive nel settore della robotica. Abbiamo numerosi progetti di ricerca finanziati destinati a sostenere lo sviluppo delle applicazioni e delle tecnologie abilitanti.
In quest’ottica, è stato recentemente costituito il Laboratorio Interdipartimentale di Robotica di Servizio (di cui faccio parte) dove stiamo iniziando a sviluppare nuove tecnologie, in collaborazione con aziende di piccole e grandi dimensioni.
Un tema intorno a cui gravita l’evoluzione tecnologica sia della robotica industriale e di servizio sia dell’automazione in generale è quello della sostenibilità. La sostenibilità è un tema “caldo” anche per la robotica di servizio?
Il tema della sostenibilità è “il tema”, e più in generale la tecnologia (ogni tipo di tecnologia) dovrebbe avere come obiettivo proprio quello della sostenibilità. Da sempre la robotica è ispirata dalla biomimetica. Se ci pensiamo, un braccio antropomorfo è molto simile al braccio umano e quindi noi, con le nostre macchine, traiamo grande ispirazione dalla natura e da ciò che ci circonda. La biomimetica ci ricorda la distinzione tra evoluzione e crescita: la natura si è evoluta in forme di vita sempre più complesse, ma sempre utilizzando processi sostenibili e quindi in equilibrio: la figura di riferimento è quindi il cerchio, che richiama anche il concetto di economia circolare, in contrapposizione alla line retta che sottintenderebbe una crescita infinita in un mondo finito, il nostro pianeta. Si parla tanto di Green Deal e dei punti su cui si può andare a intervenire per rendere sostenibile l’economia dell’UE. Anche la robotica può dare un contributo in questo senso, e la robotica di servizio in particolare. Tra i 17 obiettivi elencati come Sustainable Development Goals, SDGs, definiti dalle Nazioni Unite nell’agenda 2030 per lo Sviluppo Sostenibile vi è quello delle energie rinnovabili (SDG7). Per questo specifico ambito, ad esempio, sono stati sviluppati alcuni robot di servizio destinati espressamente alla pulitura dei pannelli fotovoltaici. Un altro obiettivo da perseguire è garantire la qualità e la sicurezza negli ambienti di lavoro. Il robot di servizio diventa pertanto un prezioso alleato a sostegno della salute e del benessere del lavoratore. Infine, la robotica di servizio può cooperare con le attività relative alla salute ed al benessere, con la robotica riabilitativa e con soluzioni al servizio della disabilità, degli ospedali, della chirurgia, delle persone anziane o fragili (SDG3). Quello che è successo nell’ultimo anno a mezzo a causa della pandemia ha portato alla ribalta della cronaca l’uso massiccio della robotica di servizio in ambito sanitario. In un momento storico in cui c’è stato un crollo di tante attività industriali, e non solo, grandi risultati sono stati registrati proprio da questo segmento della robotica. A riprova di ciò, nel periodo tra il 2021 e il 2023 ABi Research ha previsto che la robotica mobile utilizzata nell’ambito della disinfezione, del monitoring, della sorveglianza e della consegna registrerà un’ulteriore crescita del valore di miliardi di dollari.
Dato per scontato l’uso in ambito sanitario, quali sono gli altri settori che possono trarre i maggiori benefici dalla diffusione della robotica di servizio?
Numerosi sono i settori in cui la robotica di servizio può trovare con successo applicazione. Il Politecnico di Torino sta ad esempio lavorando ad alcuni interessanti progetti destinati a diversi impieghi. Uno di questi è il robot Agri.Q, destinato al comparto agricolo. Si tratta di un robot di servizio per operazioni di monitoraggio e campionamento in grado di muoversi su terreni complessi con pendenze importanti. È un UGV dotato di otto ruote motrici, per estendere la superfice di contatto e limitare il compattamento del terreno. È dotato di un braccio collaborativo a sette gradi di libertà ed è, di fatto, una piattaforma orientabile utilizzata anche per far atterrare dei droni. Infine, la piattaforma e realizzata con l’utilizzo di pannelli fotovoltaici, in grado di estendere l’autonomia operativa del robot. Agri.Q rappresenta un caso esemplare in cui la robotica di servizio collabora con diversi tipi di tecnologie (robot mobile, robot collaborativo e drone). Un altro nostro progetto è il sistema Epi.q, destinato alle operazioni di ispezione e sicurezza. Il robot ha una particolare struttura meccanica intelligente in grado di rilevare e scalare un ostacolo in modo autonomo. Altro progetto di cui andiamo particolarmente fieri è il prototipo di una particolare sedia a rotelle denominata Wheelchair.Q05 in grado di salire su scale e marciapiedi muovendosi sia indoor che outdoor. Obiettivo è quello di migliorare la qualità della vita e l’indipendenza delle persone con disabilità, consentendo loro di superare le barriere architettoniche che ne limitano pesantemente la mobilità. Attualmente di questi progetti sono disponibili i prototipi in attesa di trovare finanziamenti e iniziare la produzione.
Per concludere le chiedo se, a suo avviso, anche nel settore della robotica di servizio si può parlare di connubio con l’Intelligenza Artificiale.
Le tecnologie digitali, l’intelligenza artificiale e nello specifico il machine learning, stanno “spingendo” il mondo della robotica di servizio così come quello della robotica industriale. Ho però una visione molto simile a quella di Joseph E. Stiglitz, vincitore nel 2001 del Premio Nobel per l’Economia e docente di Economia presso la Columbia University. Stiglitz era solito giustapporre Artificial Intelligence (AI) ad Intelligent Assistance (IA), interpretabile come un aumento, un ausilio all’intelligenza dell’uomo. Uomo però che resta sempre al centro di tutto e deve avere il totale dominio sulla tecnologia e sui suoi sviluppi, e mai viceversa.