Grazie ad una innovativa pelle artificiale, che emula una famiglia di corpuscoli della pelle umana, i cosiddetti corpuscoli di Ruffini, sarà possibile consentire l’interazione fisica in sicurezza tra le macchine e l’ambiente e le persone circostanti. Progettata per dotare i robot collaborativi di un tatto artificiale che consenta loro di “percepire” ciò che li circonda, l’innovativa pelle biomimetica è costituita da una matrice polimerica soffice che integra sensori fotonici a reticolo di Bragg: un esempio di perfetta interazione tra l’intelligenza fisica e quella artificiale.
A spiegarne il funzionamento uno studio pubblicato sulla rivista scientifica internazionale Nature Machine Intelligence coordinato dall’Istituto di BioRobotica della Scuola Superiore Sant’Anna, in collaborazione con l’Istituto Italiano di Tecnologia, le Università Sapienza di Roma, Campus Bio-Medico di Roma e Ca’ Foscari Venezia, e con il centro di competenza ARTES 4.0.
“Con questa tecnologia innovativa di tatto artificiale – ha spiegato Calogero Oddo, professore dell’Istituto di BioRobotica della Scuola Superiore Sant’Anna e coordinatore scientifico dello studio – abbiamo mostrato la capacità di codificare, su un’area larga e con geometria complessa, due proprietà fondamentali e caratteristiche della percezione tattile umana: la localizzazione del punto di contatto e l’intensità della forza con cui il robot interagisce con l’ambiente.”
Il posizionamento dei sensori all’interno della pelle artificiale si basa sull’intelligenza fisica: affinché “si parlino tra loro” tramite la pelle stessa, i sensori devono essere posizionati a una certa distanza e profondità, mentre l’interpretazione del segnale prodotto dai sensori impiega l’intelligenza artificiale.
Questa tecnologia si inserisce nel quadro della cosiddetta robotica collaborativa, con scenari che vanno dalla robotica medica, a quella chirurgica e per l’assistenza personale, e permetterà ai robot di interagire con le persone ed assisterle nel modo più sicuro nei compiti quotidiani. Un altro scenario è quello dell’industria 4.0: il robot potrà diventare un compagno del lavoratore e della lavoratrice permettendo di alleviare i compiti e la fatica fisica e riducendo l’incidenza degli infortuni sul lavoro.
La tecnologia è frutto di una fertile interazione scientifica tra università e centri di ricerca di eccellenza del nostro Paese: è stata sviluppata presso l’Istituto di BioRobotica della Scuola Superiore Sant’Anna grazie ad una fertile interazione scientifica del Neuro-Robotic Touch Lab, coordinato da Calogero Oddo, con Edoardo Sinibaldi dell’Istituto Italiano di Tecnologia, Eduardo Palermo, ricercatore dell’Università Sapienza di Roma, Emiliano Schena, professore dell’Università Campus Bio-medico di Roma, con l’Università Ca’ Foscari Venezia e con il centro di competenza ARTES 4.0. Queste mobilità sono state determinanti per lo sviluppo della tecnologia, con un percorso di ricerca pluriennale finanziato anche dal Ministero dell’Università e della Ricerca con il progetto PARLOMA, dedicato allo sviluppo del braccio robotico collaborativo, dalla Regione Toscana con il progetto TUNE-BEAM sullo studio del senso del tatto umano, e dalla Commissione Europea con il progetto EINST4INE sulla robotica collaborativa per industria 4.0.
“Una collaborazione intensa e duratura tra gruppi di ricerca di eccellenza – ha commentato Eduardo Palermo – per un obiettivo sfidante: l’interazione tra intelligenza fisica e artificiale riduce la necessità di barriere abilitando la cooperazione dei robot, un principio fondamentale per industria 4.0 e non solo. L’estensione della sensazione tattile su tutta la struttura dei robot permette di percepire l’interazione con le persone con una modalità nuova e potenziata, rendendo la macchina capace di adattare il suo comportamento all’ambiente circostante.”
“Migliorare la sicurezza sul lavoro, i risultati di una procedura chirurgica, la qualità di vita di persone che hanno l’esigenza di assistenza sono tra le nostre principali ambizioni – ha aggiunto Schena – Il coinvolgimento con altre eccellenze italiane in questo progetto ha consentito di apportare un contributo rilevante alla messa in opera di attività che concorrono allo sviluppo di tecnologia finalizzata al bene della persona mettendo la scienza al servizio dell’essere umano.”
“Grazie alla collaborazione con ARTES 4.0, Centro di Competenza selezionato dal Ministero dello Sviluppo Economico nell’ambito del programma Impresa 4.0 – ha concluso Paolo Dario, direttore scientifico di ARTES 4.0 e professore emerito della Scuola Superiore Sant’Anna – queste nuove tecnologie abilitanti saranno trasferite dal laboratorio di ricerca fino all’applicazione e all’impatto sociale”.
