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Contenuto archiviato il 2024-04-23

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Articoli di approfondimento - Ispirati dalla sfida - il nostro futuro robotico

Le storie di fantascienza spesso ispirano la ricerca e i risultati scientifici reali. Le storie degli alieni e dei cosmonauti che esplorano l'universo possono impressionare gli astronauti e i ricercatori che si occupano dello spazio. Quando si tratta di robot però, gli scienziati europei non cercano ispirazione nella cultura popolare, esaminano i problemi che dobbiamo affrontare oggi e le sfide del futuro e poi cercano di costruire tecnologie intelligenti per combattere queste difficoltà.

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Spesso vediamo robot umanoidi multi funzionali come il C-3PO e Terminator nei film e in TV, ma facendo una passeggiata in un tipico laboratorio di robotica raramente vedremo qualcosa di lontanamente somigliante all'uomo. Al contrario la maggior parte dei robot sono macchine specializzate che svolgono un piccolo numero di compiti specifici. I robot di oggi possono avere ruote, strutture simili a vermi o altre forme ispirate dalla biologia. La ricerca robotica europea sta studiando le seguenti tre aree: percezione, comprensione e azione. I progetti di percezione esaminano come e cosa i robot possono percepire nell'ambiente. La ricerca sulla comprensione sta scoprendo nuovi modi per i robot di fare calcoli, deduzioni e imparare a trovare soluzioni per i compiti e i problemi che devono affrontare. Infine c'è l'azione, come i robot reagiscono al mondo che sta loro intorno e compiono i compiti loro assegnati in modo efficiente e sicuro. Dal posto di lavoro alle abitazioni In alcuni settori, come la produzione, lo sviluppo e l'applicazione dei robot sono già molto avanzati. Senza i robot, molti settori industriali avrebbero significativi problemi finanziari in molti paesi nei quali gli stipendi sono alti. Infatti alcuni settori, come quello della microelettronica, quello agro-alimentare e quello automobilistico, che costituiscono più del 20% del PIL dell'UE e impiegano il 25% della forza lavoro, sarebbero potuti scomparire interamente se non fosse stato per i lavoratori automatici. I robot possono persino creare occupazione. Uno studio recente (1) ha calcolato che un milione di robot attualmente in uso per fini industriali hanno avuto come risultato lo sviluppo di quasi tre milioni di posti di lavoro in tutto il mondo: dai posti di lavoro creati nell'industria robotica stessa all'impiego in nuovi settori manifatturieri resi possibili dai robot industriali e grazie alla crescita nei relativi settori della distribuzione e dei servizi. La ricerca si sta adesso occupando di colmare il divario tra l'uso industriale dei robot e le loro prestazioni in ambienti meno controllati come le abitazioni. Il progetto DEXMART (2) sta lavorando su questo tema, sviluppando robot che possono interagire in sicurezza con gli esseri umani e svolgere lavori con abilità. Il team del progetto sta sviluppando un robot con due bracci in grado di adattarsi a cambiamenti repentini e imprevedibili del suo ambiente, per esempio evitare di sbattere contro le persone che camminano verso di esso. Altri ricercatori stanno studiando le abilità di manipolazione dei robot e come aumentare la loro destrezza in modo da aumentare il numero e la complessità dei compiti che svolgono. Il progetto The Hand Embodied (3) sta studiando come la natura e la struttura della mano umana possono influenzare il modo in cui impariamo a controllarla e usarla. L'idea è associare la risposta all'apprendimento in modo che le future mani robotiche possano imparare rapidamente nuove abilità di manipolazione. Certo gli esseri umani usano le mani continuamente e in un modo incredibilmente controllato e abile. I robot però potrebbero comunque migliorare la nostra precisione in compiti delicati e di alta precisione come la chirurgia. Attualmente l'automazione non è usata nelle sale operatorie per una serie di ragioni tecniche e legali, se non altro perché le decisioni di vita o di morte sulle incisioni non possono essere lasciate all'intelligenza artificiale. Il progetto I-SUR (4) però sta sviluppando tecnologie avanzate che permetteranno più automazione e più soluzioni robotiche, inizialmente per compiti chirurgici minori come le punture, le incisioni e la sutura. Non solo routine In tutti questi progetti i ricercatori sperano di sviluppare robot che possano sostituire o aiutare le persone nelle difficoltà e nei lavori quotidiani. Ci sono però molte altre importanti attività che gli esseri umani proprio non possono fare. Creare macchine in grado di ampliare le nostre possibilità è un altro importante aspetto della ricerca europea. I robot in grado di volare sono un esempio ovvio e c'è tanta ricerca in corso in questo settore. Il team di AIROBOTS (5) per esempio, sta costruendo robot di servizio aereo. Questi possono svolgere ispezioni a distanza, per esempio, o coadiuvare gli esseri umani in una serie di situazioni. I robot saranno in grado di spostarsi liberamente sopra il terreno e interagire in modo sicuro in ambienti che gli umani non possono raggiungere. Se l'ambiente è pericoloso, inaccessibile o magari particolarmente fragile, i robot saranno in grado di interagire in modo non-distruttivo, stando sospesi vicino a zone di interesse e svolgendo varie operazioni, tutte controllate dall'operatore. Per la sorveglianza aerea avanzata, il progetto SFLY (6) sta sviluppando uno sciame di piccoli robot volanti che coordinano i propri movimenti per osservare e mappare una zona dall'alto. Gli elicotteri in miniatura agiranno in maniera autonoma e saranno provvisti di attrezzature di monitoraggio e osservazione. Avranno inoltre la capacità di determinare dove si trovano nello spazio tridimensionale senza usare la tecnologia GPS. Gli elicotteri sono progettati pensando alla sicurezza, pesano appena 500g e sono in grado di coordinare il loro volo in piccoli sciami, anche in spazi chiusi. I robot di SFLY potrebbero essere usati per la ricerca e il salvataggio, il monitoraggio ambientale, la sorveglianza di sicurezza, l'ispezione e l'applicazione della legge. I comportamenti degli sciami sono particolarmente interessanti per i robot, perché gli sciami di semplici macchine possono trarre beneficio dalla sinergia e svolgere compiti che sarebbero impossibili con un agente singolo. I gruppi coordinati possono fornire avanzate capacità di percezione e lavorare in modo efficace in ambienti pericolosi e difficili. Il progetto SHOAL (7) sta sviluppando pesci robot che si muovono imitando l'azione del nuotare dei pesci veri. Questi pesci robot sono sviluppati per monitorare gli ambienti acquatici e cercare inquinanti nell'acqua, per esempio per rilevare le perdite nei porti. I pesci si muovono in un branco coordinato, per analizzare i contaminanti e produrre mappe in tempo reale delle concentrazioni di inquinanti in uno schema tridimensionale del porto. L'ambiente sottomarino è particolarmente difficile per gli umani ed è quindi un'opportunità perfetta per dimostrare il valore dei robot. I ricercatori del progetto TRIDENT (8) riconoscono che i robot sottomarini potrebbero essere usati per una grande varietà di compiti, ma è costoso sviluppare macchine specializzate per ogni compito. Stanno quindi trovando modi di creare robot per diverse funzioni che potrebbero essere usati per compiti diversi come l'archeologia sottomarina, l'oceanografia e le industrie offshore. Il sistema TRIDENT svilupperà un'imbarcazione di superficie legata a una sommergibile dotata di un braccio robotico. Sia che vediamo sciami nel cielo o ci troviamo a parlare con un aiutante domestico umanoide, la robotica non è più limitata alla monotonia ripetitiva della produzione. La ricerca europea sta dimostrando che la robotica può fornire soluzioni molto pratiche ai problemi di oggi. --- I progetti presentati in questo articolo sono stati sostenuti dal meccanismo di supporto per le TIC del Programma quadro per la competitività e l'innovazione (CIP) o dal Settimo programma quadro (7° PQ ) per la ricerca. (1) "Positive Impact of Industrial Robots on Employment" - Metra Martech - novembre 2011 (2) "Dexterous and autonomous dual-arm/hand robotic manipulation with smart sensory-motor skills: A bridge from natural to artificial cognition" (3) "The Hand Embodied" (4) "Intelligent Surgical Robots" (5) "Innovative aerial service robots for remote inspections by contact" (6) "Swarm of micro flying robots" (7) "Search and monitoring of Harmful contaminants, other pollutants and leaks in vessels in port using a swarm of robotic fish" (8) "Marine robots and dexterous manipulation for enabling autonomous underwater multipurpose intervention missions" Link utili: - 7° PQ su CORDIS - CIP su CORDIS - DEXMART su CORDIS - THE su CORDIS - I-SUR su CORDIS - AIROBOTS su CORDIS - SFLY su CORDIS - SHOAL su CORDIS - TRIDENT su CORDIS Articoli correlati: - ICT Challenge 2: Sistemi cognitivi, interazione, robotica