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MAGGIO 2016
AUTOMAZIONE OGGI 390
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AO
TUTORIAL
quasi insormontabile, a
causa dell’estrema diffi-
coltà di collocare dei punti
di riferimento fissi nell’am-
biente, dai quali misurare
la posizione del robot
per mezzo di algoritmi di
triangolazione. Permane
invece un’altra proble-
matica importante nelle
applicazioni robotiche in
agricoltura, legata alla ri-
levazione efficiente della
posizione dei prodotti
da raccogliere, nonché al
controllo dell’atto di raccolta. Si immagini di avere, per esempio,
un robot per la raccolta di agrumi che si muove tra i filari di un
agrumeto, dotato di una o più videocamere che inquadrano gli
alberi da frutto. Le immagini acquisite dovranno essere analizzate
con sistemi avanzati di robot vision, che possano rilevare online la
presenza del fruttomaturo inmezzo al fogliame; successivamente,
il sistema di controllo dovrà comandare a un braccio robotico di
afferrare e raccogliere il frutto. Quest’ultima operazione dovrà tut-
tavia essere effettuata per mezzo di uno strumento (gripper) op-
portunamente controllato, in modo che la presa del frutto non sia
effettuata con forza eccessiva, tale da danneggiare il frutto stesso.
Robotica sottomarina
La robotica sottomarina ha vissuto un momento di grande no-
torietà in occasione del disastro ambientale della piattaforma
petrolifera Deepwater Horizon nel golfo del Messico nel 2010. In
quell’occasione, infatti, fu inviato un robot nelle profondità marine
per chiudere una valvola di sicurezza posta all’imboccatura del
pozzo sul fondale. Da un punto di vista tecnico, la principale criticità
dei robot che operano sott’acqua è relativa all’ostilità dell’ambiente,
caratterizzato da pressioni elevate, moto delle onde e delle correnti,
che genera notevoli sollecitazioni, e presenza di acqua marina che
può indurre danneggiamenti alla struttura (corrosioni). La struttura
e gli attuatori di locomozione dovranno pertanto essere progettati
e realizzati in modo tale da contrastare le suddette criticità.
Robotica ‘search and rescue’
I robot di tipo ‘search and rescue’ hanno la funzione, come recita il
loro nome, di ricercare e salvare persone che si trovano in pericolo
di vita a seguito di situazioni catastrofiche, per esempio incidenti
all’interno di miniere, disastri urbani, esplosioni, incendi, disastri
in montagna o in alto mare. Vennero usati, per esempio, dei robot
di questo tipo per cercare le vittime e i sopravvissuti dopo gli at-
tacchi dell’11 settembre 2001 a New York. L’impiego di robot, al
posto di personale umano, permette di non mettere a repentaglio
la vita di altri uomini, oltre al fatto di poter raggiungere zone che
altrimenti sarebbero inaccessibili.
Proprio quest’ultima esigenza caratterizza fortemente la progetta-
zione di questa tipologia di robot, che devono essere costruiti in
maniera non tradizionale. Sono stati svolti numerosi studi di bio-
mimetica, che hanno permesso di progettare tali robot ispirandosi
ad animali o vegetali, come nel caso dei robot serpenti che pos-
sono infilarsi in pertugi stretti strisciando sul terreno. Dal punto
di vista progettuale, que-
sti robot devono essere
costituiti da un numero
elevato di attuatori, che
permettano loro di realiz-
zare il tipico movimento
strisciante di un serpente.
Oltre a questa esigenza
specifica, i robot ‘search
and rescue’ devono essere
dotati di capacità di rico-
noscimento dell’ambiente
e di rilevazione delle per-
sone da salvare, oltre che
ovviamente della capacità
di autolocalizzarsi e di mappare il territorio, anche in condizioni
critiche (ambienti sotterranei o bui). La progettazione dovrà inol-
tre tenere conto di esigenze quali: rimozione di detriti, trasporto
di rifornimenti o medicine, evacuazione di superstiti o di cadaveri.
Risulta evidente la difficoltà di gestire tutti questi task, anche per-
ché ogni catastrofe è unica nel suo genere.
Robotica per l’edilizia
Si tratta di uno dei settori della field robotics a maggiore tasso di
sviluppo, considerato anche il valore complessivo del mercato edi-
lizio a livello mondiale. L’edilizia è infatti un ambito ancora poco
automatizzato, che si basa sull’impiego massiccio di manodopera,
spesso scarsamente retribuita, e al contempo dove i rischi e gli
infortuni sono molto elevati, pertanto l’introduzione dei robot po-
trebbe contribuire a ridurre questi aspetti negativi.
I robot utilizzati in campo edilizio si possono suddividere nelle
seguenti categorie: robot per demolizione; robot per costruzione
(posa di mattoni, di piastrelle ecc.). Si può poi considerare una
terza categoria, ovvero quella degli esoscheletri indossabili dagli
operai edili per potenziarne le capacità (sicurezza, durata). Le pro-
blematiche principali alla base della progettazione di robot per
l’ambito delle costruzioni sono legate ad autonomia, capacità di
riconoscimento dell’ambiente mediante sensori, mobilità in un
ambiente rischioso e non strutturato, sistemi di attuazione che
siano in grado di compiere i task necessari.
Robotica aerea
Un altro settore della field robotics è quello della robotica aerea. Si
tratta di un ambito in fortissimo sviluppo, considerato che a esso
appartengono i droni, la cui diffusione sta assumendo carattere
esponenziale.
Oltre alle consuete caratteristiche di riconoscimento dell’am-
biente, la robotica aerea si caratterizza per le problematiche tec-
niche legate al volo autonomo: efficienza di volo, peso limitato,
capacità di volo autonomo prolungato. Un’altra caratteristica
molto interessante dei robot aerei riguarda l’interazione fra robot
appartenenti a uno stesso stormo (o ‘sciame’, in inglese ‘swarm’):
sono in corso studi avanzati per ottimizzare il movimento di uno
stormo di droni a seconda dell’obiettivo, senza dover ricorrere a
un’intelligenza centralizzata, ma riuscendo a distribuire l’intelli-
genza fra tutti i componenti dello stormo. Si tratta di ricerche di
intelligenza artificiale fondamentali per potere, un domani, gestire
efficientemente una flotta di UAV (Unmanned Aerial Vehicles).
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