Verso l’industria 5.0: la robotica al servizio della prevenzione

Portare le tecnologie robotiche nell’industria 4.0, mettendo al centro dell’interazione tra uomo e robot l’accettabilità e il benessere psicofisico dei lavoratori. È questo l’obiettivo del nuovo progetto di ricerca di durata triennale ergoCub, promosso dall’Istituto italiano di tecnologia (IIT) e dall’Inail, che investirà circa cinque milioni di euro per la progettazione e realizzazione di nuovi umanoidi e tecnologie indossabili, in grado di valutare, gestire, ridurre e prevenire il rischio fisico dei lavoratori nei contesti industriali e ospedalieri. “Non si tratta di un punto di partenza – sottolinea il presidente dell’Inail, Franco Bettoni – ma della nuova tappa del percorso di collaborazione avviato anni fa con IIT nel segno dell’innovazione tecnologica e che ha già portato a importanti risultati per la prevenzione degli infortuni e delle malattie professionali e per la riabilitazione degli infortunati. Nel frattempo, il mondo del lavoro è cambiato profondamente e la scienza ha sviluppato soluzioni sempre più all'avanguardia. Con progetti come questo, noi cerchiamo di creare le condizioni per mettere a disposizione dei lavoratori e del sistema produttivo i risultati di un’attività di ricerca che sia in linea con l’evoluzione tecnologica e possa sempre contribuire a migliorare la vita delle persone”.

“Questo nuovo progetto supportato da Inail - afferma Giorgio Metta, Direttore Scientifico Iit - dimostra l’importanza di mettere in rete le eccellenze del nostro Paese, avendo come fine comune le ricadute verso i cittadini, come appunto l’utilizzo della robotica come un’opportunità per migliorare la sicurezza nell’ambiente di lavoro. Negli anni lo scambio continuo con Inail e il suo staff di ricerca ci ha permesso di trasformare in vera innovazione le tecnologie realizzate nei nostri laboratori, in modo che l’utente finale fosse coinvolto fin dall’inizio; i successi nella protesica per gli arti superiori sono stato un primo esempio, sono sicuro che anche con i robot umanoidi raggiungeremo traguardi molto importanti”.

La premessa di ergoCub – dove “ergo” indica l’ergonomia e “Cub” richiama il nome dell’umanoide bambino iCub di Iit, che sarà la piattaforma di riferimento dello studio – sono la digitalizzazione, l’Internet of Things e gli elementi robotici introdotti nei processi produttivi con la nascita dell’industria 4.0. In questi ecosistemi industriali avanzati, l’interazione tra operatori umani e robot avviene con l’obiettivo di facilitare l’attività lavorativa, determinando la necessità di sistemi di percezione in grado di leggere il movimento dei lavoratori e analizzare i dati relativi alle sollecitazioni fisiche, così da evitare l’insorgenza di infortuni e malattie muscolo-scheletriche.

Il nuovo progetto tra Iit e Inail – spiega Daniele Pucci, coordinatore del Dynamic Interaction Control lab di Iit - ha l’obiettivo di intervenire proprio in questa direzione, inserendo nell’interazione uomo-robot un nuovo sistema di monitoraggio e risposta a favore della salute del lavoratore. Metteremo in pratica gli insegnamenti derivati dall’Industria 4.0, quali la necessità di sviluppare una tecnologia robotica che sappia favorire il benessere del lavoratore, non solo fisico ma anche psicosociale. Il nostro approccio sarà quello di introdurre robot umanoidi collaborativi che possano interagire come dei veri compagni di lavoro, dei ‘robot workmates’ in grado di avvertire situazioni anomale, attraverso sistemi avanzati di percezione dello stato fisico dell’essere umano, e intervenire a supporto, anticipando il rischio di errore nel collega umano e gli infortuni dovuti a movimenti continui e ripetitivi”.

Con ergoCub i ricercatori di Inail e Iit puntano a progettare e realizzare due nuovi robot umanoidi collaborativi, ispirati alla tecnologia del robot umanoide iCub, che rispondano a requisiti di accettabilità e usabilità da parte dei lavoratori e delle lavoratrici, oltre a quelli di sicurezza fisica e di ergonomia. Lo studio considererà gli effetti sul breve e sul lungo termine dell’adozione di “robot workmates” tra cui, in primis, il rischio che il robot sia percepito come un intruso, che condiziona in modo limitante l’attività sul luogo di lavoro, invece che come un aiutante.

Per valutare gli impatti psicosociali dei nuovi sistemi robotici insieme agli operatori finali, nei laboratori congiunti presso l’Iit di Genova e il Centro ricerche Inail di Monte Porzio Catone, in provincia di Roma, saranno ricreati due scenari realistici: uno industriale, per realizzare, per esempio, la movimentazione di pacchi in un magazzino, l’altro ospedaliero, dove sono frequenti gli spostamenti di pazienti allettati.

Come sottolineato da Sergio Iavicoli, direttore del Dipartimento di medicina, epidemiologia, igiene del lavoro e ambientale (Dimeila) dell’Inail, “ergoCub è un progetto di ricerca di grande importanza che apre interessanti prospettive alla robotica collaborativa nell’ottica del miglioramento della vita lavorativa e della salute e sicurezza dei lavoratori, coniugando gli aspetti connessi al rischio biomeccanico a quelli dei rischi psicosociali, in una logica evolutiva della proficua collaborazione con l’Iit”.

Il nuovo progetto nasce come attività di trasferimento tecnologico dei risultati ottenuti nell’ambito del progetto AnDy (Advancing Anticipatory Behaviors in Dynamic Human-Robot Collaboration) finanziato dall’Unione europea e coordinato dall’Iit, di cui l’Inail è partner. Nel progetto AnDy, infatti, i ricercatori guidati da Daniele Pucci hanno sviluppato una tuta sensorizzata utile a registrare il movimento del corpo umano e a leggerne gli sforzi articolari, identificando così possibili rischi per la salute. Le informazioni estratte dalla tuta possono essere trasmesse a robot, che interpretano i dati e si comportano di conseguenza per aiutare l’essere umano nei suoi compiti.

Con ergoCub i ricercatori svilupperanno ulteriormente tali tecnologie indossabili, prevedendo il loro utilizzo in comunicazione con i nuovi robot umanoidi. Attraverso una pelle artificiale, in grado di conferire ai robot ergoCub il senso del tatto, i nuovi umanoidi potranno misurare le interazioni con l’ambiente e quindi capire come intervenire nel modo più adeguato e sicuro per la persona. Inoltre, grazie a un’evoluzione della tuta sensorizzata del progetto AnDy, l’utilizzatore potrà indossare un sistema di sensori non invasivo, in modo che il robot riceva le informazioni sul suo stato di salute psicofisica, come il battito cardiaco, la frequenza respiratoria e la temperatura, così da potere scegliere i movimenti più appropriati da eseguire.

Al progetto contribuiranno tre dei laboratori di ricerca dell’Iit: il Dynamic Interaction Control lab, coordinato da Daniele Pucci e responsabile del progetto ergoCub per Iit, l’Humanoid Sensing and Perception lab, coordinato da Lorenzo Natale, e iCub Tech Facility, coordinato da Marco Maggiali.