AES_4 2023

FOCUS Approfondimenti 37 INDAGINE Automazione e Strumentazione n Maggio 2023 2006/42 dell’ Unione Europea . Se un esoscheletro è certificato come DPI (Dispositivo di Protezione Indi- viduale) può essere utilizzato a scopo preventivo per evitare lesioni dovute al lavoro o da sforzo eccessivo. Inizialmente adottati in ambito militare e riabilita- tivo, in tempi più recenti gli esoscheletri hanno preso piede nelle applicazioni industriali. Si inseriscono inoltre molto bene nel quadro di Industria 4.0, dal momento che sono caratterizzati da capacità di adat- tamento, efficienza e sostenibilità. Esoscheletri e robotica Gli esoscheletri sono uno degli esempi applicativi più avanzati dell’interazione tra uomo e robotica. Si tratta infatti di dispositivi robotici esterni fissati al corpo umano che forniscono una mobilità potenziata agli utenti con capacità ridotte o un miglioramento delle funzioni di movimento e spostamento. L’esoscheletro, in generale, condivide alcune carat- teristiche con i dispositivi indossabili. Può essere infatti considerato un dispositivo di calcolo sen- soriale in grado di raccogliere un’ampia gamma di informazioni trasmesse al dispositivo dal corpo dell’utente e dall’ambiente circostante. L’interazione uomo-robot (HRI) negli esoscheletri è molto elevata, dal momento che questi lavorano in simbiosi con il movimento dell’utente. Anche se per il momento sono relativamente ingom- branti e pesanti, i nuovi prototipi e le innovazioni più recenti promettono esoscheletri leggeri più intelligenti, resistenti e addirittura controllati attra- verso movimenti muscolari e onde cerebrali. Futuri progressi nella ricerca dei materiali prefigurano lo sviluppo di esoscheletri più morbidi stampati in 4D (ovvero stampati in 3D ma trasformabili grazie a fattori esterni), realizzati in tessuti simili alla pelle, ultraleggeri e traspiranti. Dal punto di vista della progettazione in un esosche- letro bisogna tener conto delle esigenze di mobilità degli utenti quali l’analisi del cammino, la struttura meccanica, il sistema di controllo e l’interfaccia con l’utente. In termini di regolamentazione le norme vigenti sugli esoscheletri sono molto tecniche e si concentrano perlopiù sugli aspetti fisici e di sicu- rezza, mentre occorrerebbe una legislazione che tenga in considerazione anche l’integrità psicologica degli utenti. In ogni caso il mercato sembra puntare con decisione su questo segmento. Il volume d’affari globale degli esoscheletri, stando ai dati di MarketsandMarkets , dovrebbe passare da 0,7 miliardi di dollari nel 2023 a 3,7 miliardi di dollari entro il 2028, con un tasso medio di crescita del 38,6%. Criterio Tipo di esoscheletro Sistema di attuazione Attivo Elettrico Meccanico Idraulico Pneumatico Passivo Semi-attivo / Ibrido Distretto corporeo Supporto mani Supporto braccia Supporto spalle Supporto lombare Supporto gambe Supporto arti inferiori Supporto piedi Full body Struttura Rigido Soft Antropomorfo Collaborativo Controllo Autonomo / Adattivo Closed loop Open loop Contrazioni muscolari Impulsi cerebrali Tabella 1 - Classificazione generale degli esoscheletri Tipologia Descrizione Supporto postura Esoscheletri concepiti per gli operatori che svolgono operazioni in cui è necessario mantenere una postura fissa o ripetere un movimento scomodo. Manipolazione carichi Esoscheletri che trovano applicazione in operazioni industriali in cui è richiesta la manipolazione di masse superiori a 4 Kg. Supporto assemblaggio Esoscheletri che trovano applicazione in operazioni di montaggio in cui sono previsti sforzi ripetitivi applicati in varie direzioni. Tabella 2 - Classificazione degli esoscheletri industriali