I robot umanoidi nell'industria della lamiera: a chi servono e quando possono essere impiegati?

I robot umanoidi non sono più soltanto fantascienza. Mentre aziende come Boston Dynamics, Hanson Robotics, Universal Robots, Apptronik, Agility Robotics e Figure.AI guidano costantemente lo sviluppo tecnologico, anche case automobilistiche come Tesla, Toyota e BMW stanno entrando in questo mercato. Esse sviluppano soluzioni robotiche proprie o utilizzano robot umanoidi nelle loro strutture produttive per dimostrarne le capacità.

Nonostante ciò, molte aziende restano scettiche riguardo all'impiego della robotica nei processi produttivi. Le attuali soluzioni robotiche sono spesso percepite come costose, poco flessibili e difficili da integrare nei processi esistenti. In particolare nella lavorazione dei metalli e della lamiera, i robot industriali convenzionali richiedono un grande sforzo operativo, manutentivo e di programmazione. Questi fattori spingono molte imprese a continuare a preferire il lavoro umano rispetto alle soluzioni automatizzate.

Parallelamente cresce il bisogno di produzione flessibile, sia per piccoli lotti che per scenari produttivi ibridi in cui uomo e macchina collaborano strettamente. Tuttavia, l'automazione tradizionale raggiunge spesso i suoi limiti in questi contesti.

La promessa dei robot umanoidi consiste proprio nella loro potenziale flessibilità, superiore a quella dei robot industriali tradizionali, grazie alla capacità di eseguire movimenti simili a quelli umani e di integrarsi facilmente nei processi di lavoro già esistenti.
 

I rapidi progressi nell'intelligenza artificiale consentono ai robot di apprendere autonomamente nuove mansioni, mentre i costi di hardware e software continuano a diminuire rapidamente.

La visione è promettente: in futuro, i produttori potrebbero consegnare le macchine utensili già dotate di un operatore integrato – un robot umanoide. Questi robot potrebbero, ad esempio, lavorare insieme agli esseri umani durante il giorno e produrre grandi quantità autonomamente durante la notte, rivoluzionando ambienti produttivi caratterizzati da elevata varietà e dimensioni variabili dei lotti.
 

Per quanto la robotica umanoide sia promettente, la realtà dimostra che restano ancora molte sfide da superare. Attualmente, la maggior parte dei robot umanoidi rappresenta più una dimostrazione tecnologica che una soluzione economicamente sostenibile.

In particolare, nella produzione di lamiera, le soluzioni di automazione interconnesse hanno un netto vantaggio. Questi sistemi consolidati sono efficienti, convenienti e ottimizzati specificamente per il loro impiego. Al momento, i robot umanoidi non offrono alcun vantaggio evidente in questo contesto.

La robotica umanoide potrebbe tuttavia diventare particolarmente interessante per la produzione flessibile e automatizzata di piccoli lotti. La chiave sta nello sviluppo di una pinza robotica altamente funzionale, una mano robotica capace di eseguire movimenti precisi, versatili e sensibili, simili a quelli di una mano umana. Una tale soluzione potrebbe ridurre drasticamente i tempi di preparazione e attrezzaggio nella produzione.

Tuttavia, questa prospettiva comporta una grande sfida: la tecnologia dei sensori, il complesso controllo e l'apprendimento automatico di questi robot richiedono uno sforzo tecnologico e finanziario notevole. I robot non solo devono imitare perfettamente i movimenti di presa, ma devono anche percepire l'ambiente in tempo reale, prendere decisioni autonome e reagire con flessibilità a situazioni impreviste. Attualmente, mancano ancora la potenza di calcolo necessaria, la tecnologia dei sensori e i sistemi avanzati di controllo.

Anche la redditività dei robot umanoidi rimane incerta. Mentre le soluzioni di automazione tradizionali si ammortizzano rapidamente grazie a standard consolidati, i robot umanoidi implicano oggi elevati costi di sviluppo e acquisizione.
 

In attesa che questa visione diventi pienamente realizzabile, esistono già soluzioni intermedie. Ad esempio, le celle di piegatura compatte e facilmente posizionabili producono grandi lotti in maniera efficiente, occupando poco spazio e richiedendo uno sforzo di programmazione ridotto. Questi sistemi si adattano particolarmente bene ad ambienti produttivi già esistenti ("brownfield"). La collaborazione con sistemi operativi moderni come quelli di Intrinsic consente un uso flessibile degli attuatori di base (FANUC, Kuka, UR, Comau, ecc.).

Con il progredire dello sviluppo dell'intelligenza artificiale e di un'interfaccia sempre più intuitiva, lo sforzo necessario per apprendere e configurare tali sistemi continuerà a diminuire. La visione futura è quella di una produzione in cui uomo e macchina collaborano in maniera flessibile durante il giorno, mentre di notte la fabbrica lavora in modo completamente automatizzato (Trasformazione sostenibile: perché la sovranità digitale sta diventando un fattore competitivo decisivo). Ad esempio, una cella di piegatura mobile può essere facilmente posizionata accanto alla macchina piegatrice e integrata nel processo produttivo – una soluzione ideale per la fabbricazione di prodotti semplici in grandi lotti. Piccoli lotti e prodotti complessi, che richiedono maggiore lavoro di programmazione, vengono invece realizzati manualmente dagli operatori quando la cella di piegatura mobile è scollegata dalla macchina piegatrice.
 

Lo sviluppo tecnologico procede incessantemente. I continui progressi nell'apprendimento automatico, nelle tecnologie di controllo e nei sensori avvicinano gradualmente i robot umanoidi alla realtà industriale.

Il sogno della robotica umanoide è affascinante, ma ci vorrà ancora molto tempo prima che possa concretizzarsi. Gli esperti ritengono realistico un orizzonte temporale di 40-50 anni. Nel frattempo, i sistemi compatti e modulari rappresentano la via pragmatica verso un futuro intelligente e automatizzato.