Portare robot umanoidi nelle fabbriche grazie al thread digitale

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Fino a poco tempo fa i robot umanoidi sono stati considerati pura fantascienza; una tecnologia riservata ad ambientazioni fantastiche e futuristiche ancora molto lontane. Nel 2026, tuttavia, queste narrazioni visionarie si stanno effettivamente trasformando in realtà grazie alla crescente diffusione, in diversi settori, della digital transformation e al conseguente digital thread che la supporta, fungendo da spina dorsale dell’innovazione. I robot umanoidi di domani saranno in grado di muoversi all’interno di intricati stabilimenti produttivi, di manipolare strumenti, di apprendere compiti complessi e di integrarsi negli ambienti di produzione con sorprendente facilità. E questo strepitoso balzo in avanti è dovuto alla convergenza tra diverse tecnologie, le quali consentiranno ai produttori di macchinari di progettare, produrre e schierare robot umanoidi su vasta scala.

Numerosi settori industriali sono oggi alla ricerca di soluzioni per incrementare la propria forza lavoro e per affrontare la carenza di manodopera, ma nel frattempo sono ormai pronte diverse tecnologie capaci di trasformare nei prossimi anni i robot antropomorfi da spettacolari dimostrazioni di capacità tecnologica in vere e proprie risorse produttive pronte per lavorare in fabbrica. La convergenza di una ampia varietà di tecnologie, che spaziano dall’aumentata densità energetica delle batterie fino ai progressi nell’Intelligenza Artificiale, probabilmente porterà gli umanoidi in prima linea nei più disparati settori già nei prossimi anni; e l’elemento che facilita questa convergenza è il thread digitale. Analogamente a quanto avvenuto con altri robot autonomi come gli AGV (Automated Guided Vehicles, i veicoli a guida automatica) o gli AMR (Autonomous Motor Robots, i robot mobili autonomi), i robot umanoidi pervaderanno settori come la produzione manifatturiera, le costruzioni, la sanità o la gestione dei magazzini, offrendo vantaggi incalcolabili a quelle organizzazioni che saranno pronte a trasformare digitalmente le proprie attività.

Il fattore di forma umanoide

I robot umanoidi offrono dei vantaggi chiave come la versatilità e l’adattabilità, che li rendono adatti a svolgere compiti progettati in base alle caratteristiche geometriche umane. (Crediti immagine: Siemens)

Le caratteristiche più significative dei robot antropomorfi sono la loro forma, appunto, umanoide e la loro capacità di adattamento. Questi due aspetti distinguono in modo sostanziale i robot umanoidi dagli altri robot autonomi, per diversi motivi. Innanzitutto, sono estremamente flessibili dal punto di vista operativo, in quanto capaci di svolgere molteplici compiti distinti. I veicoli a guida automatica (AGV) e i robot motorizzati autonomi (AMR) devono tipicamente seguire dei percorsi predeterminati e sono altamente specializzati, progettati per svolgere una ristretta categoria di compiti. I robot umanoidi, per contro, enfatizzano caratteristiche come flessibilità, destrezza e, in alcuni casi, persino intelligenza. I robot umanoidi possono vantare un’ampia flessibilità sia nei movimenti che nelle capacità operative. Liberi da infrastrutture fisse, i robot umanoidi sono in grado di muoversi, adattarsi ed eseguire compiti diversificati, anziché un ristretto numero di movimenti singoli e ripetitivi.

A differenza della maggior parte dei robot autonomi più avanzati, i robot umanoidi sono particolarmente adatti a potenziare il lavoro umano, grazie alla loro facilità di integrazione. Il mondo infatti è stato costruito intorno alla geometria umana, a partire dalle postazioni di lavoro fino alle linee di montaggio, dalla presenza dei cassetti fino a quella delle scale. Per questo motivo, l’impiego di robot umanoidi in ambiti originariamente concepiti per il lavoro umano si rivelerà relativamente agevole, soprattutto facendo leva sulle giuste tecnologie abilitanti.

Grazie alla loro adattabilità e alla loro predisposizione per compiti tipicamente pensati per operatori umani, i robot umanoidi potranno rivelarsi particolarmente utili, ad esempio, negli ambienti industriali dismessi da riqualificare (i cosiddetti siti “brownfield”). Riconfigurare le fabbriche per adattarle alle nuove tecnologie può essere costoso; e nonostante le garanzie di un valido ritorno sull’investimento (ROI) a lungo termine offerte dalla digitalizzazione, le riprogettazioni potrebbero rivelarsi impraticabili. I robot umanoidi, invece, possono integrarsi nei flussi di lavoro esistenti con un impatto minimo, portando di fatto l’automazione anche all’interno degli stabilimenti più tradizionali.

La creazione di un ambiente di lavoro ibrido

Sebbene l’adozione di robot umanoidi porti con sé significativi benefici in termini di costi e di risparmi, le organizzazioni dovranno fare molto di più che semplicemente inserire un robot umanoide all’interno di un ecosistema operativo preesistente e attivo. L’organizzazione dovrà infatti compiere uno sforzo di maturazione per adattarsi alla presenza dei robot umanoidi – un processo, questo, che può essere sia accelerato che semplificato dalla trasformazione digitale e da un solido thread digitale dei dati presenti in azienda. Consentire, mediante un thread digitale, un efficace e fluido scambio di dati che attraversi senza intoppi l’intera organizzazione, dall’aggiornamento della formazione dei lavoratori fino al miglioramento delle misure di sicurezza, semplificherà i cambiamenti strutturali e garantirà un’agevole integrazione dei robot umanoidi.

Una volta che un’organizzazione è in grado di connettere in modo continuo e strategico il flusso dei dati tra i suoi diversi segmenti, può continuare a progredire nel proprio percorso di trasformazione digitale, ricercando soluzioni più complesse e più vantaggiose che la aiutino a diventare una vera e propria impresa smart. Una di queste soluzioni è rappresentata dal digital twin completo, costruito sulla base dei dati raccolti mediante il thread digitale. Il digital twin completo consente alle aziende di simulare il funzionamento dei propri stabilimenti in modo accurato e in tempo reale. Utilizzando il digital twin completo, le organizzazioni possono:

• Simulare come i robot umanoidi lavoreranno fianco a fianco con gli esseri umani
• Validare la sicurezza e l’ergonomia
• Testare i flussi di lavoro prima di introdurre i robot umanoidi nella produzione reale

I robot umanoidi potrebbero contribuire a potenziare la forza lavoro all’interno di ambienti fisicamente onerosi oppure pericolosi. (Crediti immagine: Siemens

Il digital twin completo collega le diverse operazioni tra loro, all’interno di un unico sistema di feedback continuo; le aziende possono sfruttare il digital twin alimentandolo mediante la raccolta dei dati di produzione, in modo da potenziare successivamente i processi e arricchire ulteriormente i dati. Questo sistema di feedback aiuta le aziende a prevedere i potenziali ostacoli all’integrazione dei robot umanoidi e a superarli efficacemente. La sicurezza è infatti fondamentale quando umani e robot umanoidi lavorano fianco a fianco; inoltre, di pari passo con l’automazione, devono evolversi anche processi, ruoli e competenze. Diventare un’impresa digitale garantisce che il luogo di lavoro – che si tratti di un cantiere, di un magazzino o persino di un ospedale –  sarà in grado di accogliere una forza lavoro di tipo ibrido.

Dal punto di vista dei costruttori di macchinari, il thread digitale funge anche da roadmap per l’avvio della fase di produzione dei robot umanoidi su larga scala. Trattandosi di prodotti totalmente dipendenti dal software, i robot umanoidi sono divenuti possibili grazie all’effetto combinato di una moltitudine di progressi, tanto nel campo dell’hardware quanto in quello del software. Batterie più efficienti e caratterizzate da una maggiore densità energetica, semiconduttori più avanzati e un’intelligenza artificiale più sofisticata sono solo alcune delle tecnologie chiave che hanno raggiunto la maturità necessaria per far sì che i robot umanoidi possano ormai divenire una realtà.

L’enorme aumento della potenza di calcolo disponibile – grazie a GPU talmente piccole da poter funzionare all’interno di dispositivi edge, ai progressi in diversi tipi di sensori quali sistemi di visione, LiDAR, telecamere e sensori tattili, che consentono ai robot umanoidi di lavorare con un’efficienza e una flessibilità paragonabili a quelle degli esseri umani – ha ulteriormente contribuito non solo alla fattibilità, ma anche alla scalabilità dei robot umanoidi. Grazie all’utilizzo di un robusto thread digitale, le aziende possono uscire dalla fase pilota e sfruttare le capacità di simulazione del digital twin completo per consentire una concreta convergenza di queste tecnologie.

Il luogo di lavoro di domani

I robot umanoidi non sono una bacchetta magica che risolve tutti i problemi, ma certamente rappresentano una nuova e potente forma di automazione estremamente flessibile. La loro capacità di operare in ambienti progettati per l’uomo li renderà particolarmente preziosi per gli stabilimenti industriali “brownfield” e per altri ambienti tradizionalmente incentrati sugli esseri umani, in un momento storico in cui diversi settori stanno cercando di affrontare una carenza di manodopera e di ridurre i costi.

Mentre la convergenza delle diverse tecnologie necessarie sta rendendo possibile l’uso concreto dei robot umanoidi, il thread digitale e il digital twin completo stanno facilitando questa convergenza. Man mano che i robot umanoidi passano dall’essere dei prototipi dimostrativi ad un loro reale utilizzo in contesti produttivi, i volumi delle loro consegne stanno continuando ad aumentare rapidamente, con una crescita che è limitata principalmente dalla capacità produttiva. Le aziende che investono precocemente nei digital twin e nei thread digitali si troveranno in una posizione ottimale per ricavare i massimi benefici nel momento in cui i robot umanoidi entreranno nell’uso produttivo di massa.

Per maggiori informazioni su questo argomento, è possibile ascoltare il podcast “The Industry Forward on Humanoid Robots”

Dale Tutt, global vice president of Industries, Siemens Digital Industries Software

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