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FP7

ROBO-MATE Risultato in breve

Project ID: 608979
Finanziato nell'ambito di: FP7-NMP
Paese: Svizzera

Robo-Mate: dai compiti di raccolta al sollevamento di pesi pesanti

Presto il lavoro degli operai europei che svolgono attività manuali potrebbe diventare molto più facile. La tecnologia sviluppata nell’ambito del progetto ROBO-MATE permetterà loro di sollevare fino a 15 chilogrammi come se non fosse per niente un peso.
Robo-Mate: dai compiti di raccolta al sollevamento di pesi pesanti
Nonostante l’automazione nell’industria europea sia in crescita, molti compiti richiedono ancora un intervento manuale. Questo ha un costo considerevole: la salute dei lavoratori. Solo in Europa 44 milioni di lavoratori soffrono di disturbi muscoloscheletrici (DMS) professionali e questo non solo ha conseguenze per la loro vita quotidiana, ma costa all’Europa il 3 % del suo PIL.

Se si ponesse il problema a uno scenografo di grandi successi di Hollywood, probabilmente direbbe che la soluzione è ovvia: se gli operai devono spostare oggetti pesanti senza sforzo, ci vuole un esoscheletro. E per quanto possa sembrare fantascientifico, i ricercatori di 12 organizzazioni europee sarebbero in realtà d’accordo.

Insieme queste organizzazioni, tra cui l’Università di Scienze applicate di Zurigo, ITT, e Ropardo, hanno dato vita al progetto ROBO-MATE (Intelligent exoskeleton based on human-robot interaction for manipulation of heavy goods in Europe’s factories of the future) con un obiettivo: costruire un esoscheletro intelligente, facile da manovrare e indossabile per i lavori manuali.

“Abbiamo avuto lunghe discussioni con gli utenti finali e sessioni interne di brainstorming che ci hanno aiutato a trovare o escludere diversi concetti,” spiega il dott. Konrad Stadler, coordinatore del progetto per l’Università di scienze applicate di Zurigo. “Alla fine, abbiamo deciso a favore del concetto che si adattava meglio alle esigenze degli utenti finali e che era allo stesso tempo attuabile in tre anni: un esoscheletro modulare e leggero per il sollevamento di oggetti di fino a 15 kg.”

Un passo avanti

La parola più importante qui è “modulare”. A differenza di qualsiasi altro concetto di esoscheletro industriale, Robo-Mate consiste in quattro diversi moduli che possono essere combinati o usati da soli come tecnologia di supporto, ovvero un modulo di tronco che applica una forza di sostegno ai fianchi e alla parte superiore del corpo dell’operaio, riducendo le forze di compressione nella parte bassa della schiena di fino al 25 %, un modulo di braccia passive che fornisce una portanza costante al braccio dell’operaio per gestire carichi costanti, un modulo di braccia attive che fornisce una portanza variabile per attività di sollevamento e posizionamento e un modulo di interfaccia essere umano-macchina per aiutare gli operai a interagire con l’esoscheletro o mostrare istruzioni di assemblaggio.

“Robo-Mate ha due aspetti unici: uno è la costruzione del modulo di braccio passivo. A differenza di altre braccia passive, fornisce una portanza costante a prescindere da dove si trovano le mani dell’operaio e senza motori pesanti e batterie. Il secondo aspetto è il nostro concetto modulare: abbiamo visto che non c’è un approccio universale quando si tratta di maneggiare oggetti pesanti. Fornendo moduli diversi, permettiamo all’industria di selezionare il modulo o la combinazione di moduli migliori per svolgere un determinato compito,” spiega il dott. Stadler.

Arrivare a questo punto non è stato facile. Altri concetti di esoscheletro erano già in uso da cinque o più anni quando il progetto ROBO-MATE ha iniziato e il team aveva a disposizione solo tre anni per batterli. “L’altro problema era ed è ancora il peso”, dice il dott. Stadler. “Perché l’esoscheletro sia facile da usare, deve essere leggero. L’attuale tecnologia di attuazione che soddisfa i requisiti rispetto alla velocità di movimento e al momento di sostegno risulta in sistemi troppo pesanti e ingombranti. Questo è stato un’enorme sfida che abbiamo superato con un disegno a parallelogramma sia per il modulo di braccia attive che per quello di braccia passive.”

Attirare l’attenzione nel settore industriale

A giudicare dall’interesse dei media e dell’industria verso il concetto, non è azzardato dire che il consorzio ha in mano una formula vincente. Il modulo per il tronco, le braccia passive e attive sono stati tutti testati approfonditamente presso il Centro Ricerche Fiat, COMPA e INDRA, e la dimostrazione finale del prototipo tenutasi a Sibiu, in Romania, ad agosto del 2016, ha attirato rappresentanti di oltre una dozzina di aziende. In totale, 70 aziende hanno già contattato il consorzio per esprimere il proprio interesse e tre sono attualmente in trattative con uno dei partner del progetto per noleggiare dei moduli per testarli.

“I test condotti nei nostri laboratori, ci hanno aiutato a misurare l’attività muscolare e lo sforzo percepito con e senza l’esoscheletro,” ha detto il dott. Stadler. “Gli operai hanno testato anche i moduli in ambienti di produzione e abbiamo misurato i tempi di ciclo di specifici compiti e lo sforzo e la fruibilità percepiti.” I risultati di questi test mostrano che i moduli possono proteggere gli operai dal rischio di ferirsi e allo stesso tempo migliorare l’efficienza.

Andare oltre: dal collaudo industriale al mercato

Dopo la conclusione del progetto alla fine di novembre, i partner principali si stanno adesso concentrando sulla commercializzazione della loro tecnologia. Quattro dei partner hanno unito le forze con un produttore di esoscheletri e hanno fatto domanda per lo schema Fast Track to Innovation (FTI) per portare sul mercato il modulo per il tronco, mentre sei aziende del settore automobilistico, edilizio e manifatturiero parteciperanno agli ulteriori test che saranno condotti. Nel frattempo, altri due partner stanno esaminando una possibile candidatura per un altro finanziamento europeo.

“Stiamo anche pensando a un’azienda start-up,” dice il dott. Stadler. “Nel complesso, pensiamo che il modulo di braccia passive possa essere commercializzato entro un anno, le braccia attive entro 2 o 3 anni e il modulo per il tronco entro 3 o 4 anni. Ma questo dipende molto dal successo delle nostre candidature per progetti di follow-up e da questa azienda start-up.”

Keywords

ROBO-MATE, DMS, disturbi muscoloscheletrici, esoscheletro, modulo, interfaccia essere umano-macchina, bracci passivi, prototipo
Numero di registrazione: 191241 / Ultimo aggiornamento: 2017-02-24