L’Istituto CNR-Stiima partecipa al progetto europeo DrapeBot, che mira a sviluppare un sistema collaborativo uomo-robot per effettuare l’operazione di draping della fibra di carbonio all’interno di stampi.

Il draping consiste nel posizionare gli strati di fibra di carbonio in modo che si adattino con accuratezza alla forma dello stampo, garantendo un’ottimale orientamento delle fibre ed evitando che si formino increspature. Il processo di draping viene impiegato per circa il 30% dei componenti realizzati con compositi in fibra di carbonio. Un’operazione molto delicata che, in ottica di automazione, richiede quindi livelli di efficacia molto elevati nella collaborazione uomo-robot.

Il progetto, finanziato nell’ambito del programma europeo Horizon2020, coinvolge 9 partner e prevede una durata di quattro anni (2021-2024). Compito del robot sarà assistere l’operatore nel trasporto di grandi pezzi di materiale, posizionandoli all’interno di aree a bassa curvatura. Le zone a curvatura più elevata saranno invece gestite dall’operatore. Per consentire una collaborazione efficiente il progetto svilupperà un sistema di presa dei fogli di fibra di carbonio con strumentazione integrata, algoritmi di controllo di basso livello e modelli basati su intelligenza artificiale per il tracciamento dell’operatore e la pianificazione delle attività. L’obiettivo è ottenere una interazione naturale ed efficiente tra uomo e macchina.

Particolare enfasi verrà posta su affidabilità e usabilità dell’applicazione, data la particolare complessità delle operazioni e le grandi dimensioni dei robot coinvolti. CNR-Stiima si occuperà nello specifico di realizzare un Model Predictive Controller (MPC), in grado di stimare l’intenzione dell’operatore in base alle forze scambiate tra uomo e robot e sulla base della posizione dell’operatore rilevata tramite telecamere.

I casi d’uso del progetto sono i comparti aerospace, automotive e cantieristica navale. Si stima che in Europa vi siano circa 4.000 aziende che impiegano processi di draping, con circa 20.000 potenziali installazioni di sistemi di draping robotico collaborativo. DrapeBot potrà inoltre avere un impatto ancora più ampio, anche al di fuori dei tre mercati di cui sopra, laddove sia particolarmente importante l’efficienza nella collaborazione uomo-robot.