Italia 4.0 2020

15 ITALIA 4.0 2020 de che la robotica sta affrontando al giorno d’oggi e che può avere un impatto sulla società futura e sui co- sti dato che in Europa, questi disagi costano alla società 240 miliardi di euro l’anno. Quaranta milioni di la- voratori in Europa sono affetti da di- sturbi muscolo-scheletrici attribuibili al loro lavoro. Sono stati identificati diversi fattori di rischio fisici, tra cui movimenti ripetitivi, sollevamento di carichi pesanti e frequenti piegatura e torsione del tronco. Il progetto So- phia (Socio-physical Interaction Skills for Cooperative Human-Robot Sy- stems in Agile Production) combina la robotica con lo studio delle inte- razioni sociali e fisiche all’interno dei luoghi di lavoro, al fine di sviluppare un ambiente ibrido sicuro di produ- zione umano più robot. I ricercatori studieranno come gli esseri umani di solito si muovono nelle fabbriche, monitorando anche il loro stress mu- scolo-scheletrico utilizzando una tuta sensorizzata o sistemi di percezione simili. Sarà sviluppata un’interfaccia di feedback per guidare i lavoratori verso condizioni di lavoro più appro- priate e a basso rischio. Allo stesso tempo, i ricercatori svilupperanno un software per controllare i cobot rendendo l’interazione con gli esseri umani tempestiva, naturale e rispon- dendo ai problemi di affaticamento fisico e prevenendo le lesioni. Inoltre, si concentreranno sulla progettazione e lo sviluppo di nuovi sistemi mecca- tronici (robotici indossabili (wearbot) e cobot). Infine, le tecnologie Sophia saranno testate in tre scenari di utiliz- zo reale: Volkswagen Sachsen in Ger- mania che si occupa della produzione di automobili, Hidria in Slovenia che lavora sulla produzione di compo- nenti industriali e Hankamp Gears nei Paesi Bassi che produce ingranaggi e parti di precisione meccanica. Sensori ‘annegati’ nei pezzi metallici Entrando nello specifico dei progetti di ricerca che hanno visto novità in ambito industriale vi è il processo che consente di realizzare componenti metallici con- tenenti, al loro interno, sensori e circuiti elettronici. Si tratta di una tecnologia in ambito internazionale sviluppata dal Di- partimento di Ingegneria Meccanica e Aerospaziale sotto la guida di Giorgio De Pasquale, professore di Costruzione di Macchine presso il Politecnico di Tori- no. Parte dello sviluppo è stato coadiu- vato da partner industriali in grado di fornire i requisiti di affidabilità necessari per la produzione di mercato. Questo processo di stampa consente di supera- re le modalità attuali di installazione dei sistemi elettronici sulle parti meccaniche, consentendo invece di annegare sensori e circuiti all’interno del volume del pez- zo metallico durante la sua realizzazio- ne. Il risultato è stato raggiunto tramite processi di fabbricazione additiva oppor- tunamente modificati, ma sempre carat- terizzati da vantaggi produttivi. “Questa tecnologia innovativa trova la sua desti- nazione nella crescente necessità di con- nettere fra loro i sistemi complessi che ci circondano, dai veicoli agli strumenti chi- rurgici, dagli impianti per la produzione di energia ai velivoli”, spiega De Pasqua- le. “L’IoT spinge verso la ricerca di nuove soluzioni, sia a livello progettuale sia di processo, per produrre componenti in grado di misurare il loro stato di salute, i parametri dell’ambiente circostante, le condizioni operative e, poi, di comu- nicarli e condividerli con l’esterno. Con questa tecnologia, in qualche misura, intendiamo ampliare le potenzialità e la scala del tradizionale concetto di mo- nitoraggio strutturale”. I collaudi dei primi prototipi hanno confermato le aspettative legate a questa tecnologia in particolare per i settori della meccanica, della bioingegneria, dell’aerospazio e dell’energia, a cui già si sono affiancate analisi di fattibilità su altri ambiti inizial- mente non previsti. In questo contesto, la nuova tecnologia consente di inserire elementi elettronici nel cuore del me- tallo fuso, preservando l’integrità dei delicati circuiti e sensori. Il componente viene quindi letteralmente costruito a partire dal suo disegno virtuale inclu- dendo in questa creazione anche senso- ri, trasmettitori e schede elettroniche al suo interno. Il posizionamento degli ele- menti elettronici è totalmente libero e consente di raggiungere punti di misura altrimenti inaccessibili, sfruttando la tri- dimensionalità dello spazio, garantendo inoltre la protezione dalle contamina- zioni e perturbazioni esterne. @stefano_belviol