I robot amici dell’uomo. La ricerca è italiana

Si tratta di robot amici dell’uomo e con interazioni più sicure, nel lavoro come nella vita giornaliera, grazie a una “pelle artificiale” dotata di sensori tattili capaci di localizzare e rilevare l’intensità della forza di contatto, quasi come avviene per i recettori della pelle umana.

Ricerca e innovazione: la collaborazione tra eccellenze italiane

Lo studio, tutto italiano, è coordinato dall’Istituto di BioRobotica della Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa, in collaborazione con l’Istituto Italiano di Tecnologia (Iit), le Università Sapienza di Roma, Campus Bio-Medico di Roma e Ca’ Foscari Venezia, con il Centro di Competenza ARTES 4.0. Il risultato, sviluppato con questa nuova tecnologia, è stato raggiunto attraverso una ricerca pluriennale finanziata dal Ministero dell’Università e della Ricerca con il progetto PARLOMA, per lo sviluppo del braccio robotico collaborativo, dalla Regione Toscana con il progetto TUNE-BEAM sullo studio del tatto umano, e dalla Commissione Europea con il progetto EINST4INNE sulla robotica collaborativa per l’industria 4.0. Lo studio è pubblicato sulla rivista Nature Machine Intelligence. «Con questa innovativa tecnologia di tatto artificiale per la prima volta abbiamo dimostrato la capacità di sensorizzare un’area estesa e dalla geometria complessa, due proprietà caratteristiche della percezione tattile umana: la localizzazione del punto di contatto e la misura dell’intensità della forza con cui il robot interagisce con l’ambiente», ha spiegato Calogero Oddo, professore dell’Istituto di BioRobotica della Scuola Superiore Sant’Anna e coordinatore scientifico dello studio.

Intelligenza fisica e artificiale: l’integrazione grazie a sensori fotonici

«La pelle biomimetica che abbiamo realizzato – illustra Mariangela Filosa, dottoranda dell’Istituto di BioRobotica della Scuola Superiore Sant’Anna e co-autrice dello studio – è costituita da una matrice polimerica soffice che integra sensori fotonici a reticolo di Bragg». «In questo studio – commenta Edoardo Sinibaldi, ricercatore dell’Istituto Italiano di Tecnologia, che lo ha co-supervisionato dal punto di vista scientifico – abbiamo utilizzato l’integrazione tra intelligenza fisica e intelligenza artificiale». Il posizionamento dei sensori all’interno della pelle artificiale, infatti, si basa sull’intelligenza fisica: affinché «si parlino tra loro” tramite la pelle stessa, i sensori devono essere posizionati a una certa distanza e profondità, mentre l’interpretazione del segnale prodotto dai sensori impiega l’intelligenza artificiale». Inoltre, prosegue Edoardo Sinibaldi, «per ottenere risultati più accurati dagli algoritmi di intelligenza artificiale, abbiamo usato un insieme di griglie di calcolo, come spesso viene fatto per problemi di fluidodinamica computazionale, a testimonianza del fatto che questo campo di ricerca può essere affrontato efficacemente con un approccio multidisciplinare».

Gli scenari di impiego

Gli scenari d’impiego di questa visionaria tecnologia vanno dalla robotica medica alla robotica chirurgica, dalla robotica per l’assistenza personale, permettendo ai robot di interagire con le persone e ad assisterle nel modo più sicuro nei compiti quotidiani, alla robotica nell’industria 4.0, dove il robot potrà diventare un compagno del lavoratore e della lavoratrice permettendo di alleviare i compiti e la fatica fisica e riducendo l’incidenza degli infortuni sul lavoro. In futuro, grazie alla collaborazione con il Centro di Competenza ARTES 4.0 e le imprese ad esso associate, leader in settori chiave quali la robotica e la microelettronica, sarà possibile trasferire queste tecnologie di frontiera verso applicazioni industriali innovative di interazione persona-macchina-ambiente, che genereranno casi d’uso per la trasformazione digitale, migliorando la sicurezza sul lavoro e consentendo di programmare i robot con un semplice gesto interattivo o mediante l’esempio. «Grazie alla collaborazione con ARTES 4.0, Centro di Competenza selezionato dal Ministero dello Sviluppo Economico nell’ambito del programma Impresa 4.0 – commenta Paolo Dario, direttore scientifico di ARTES 4.0 e professore emerito della Scuola Superiore Sant’Anna – queste nuove tecnologie abilitanti saranno trasferite dal laboratorio di ricerca fino all’applicazione e all’impatto sociale».

di Luisa D’Elia