Studio di una scala per la valutazione strutturata del concetto di collaborazione uomo-robot

Immaginare un processo produttivo manifatturiero in cui un operatore e un robot interagiscano fisicamente, condividendo il medesimo spazio di lavoro, non è più un’avveniristica utopia, ma una realtà resa sempre più concreta dalla robotica collaborativa. Considerati fra le frontiere più interessanti e promettenti del panorama tecnologico attuale, i robot collaborativi rappresentano uno degli elementi fondamentali di Industria 4.0, come tecnologie abilitanti di sistemi adattivi improntati alla flessibilità, riconfigurabilità e efficienza della produzione. A differenza dei sistemi robotici largamente diffusi in questi anni, in grado di assicurare alta efficienza e ripetibilità, ma non idonei ad un uso flessibile a causa delle dimensioni tipicamente ragguardevoli, della complessità di programmazione, dei rilevanti problemi di sicurezza, i robot collaborativi rappresentano una promettente soluzione in grado di far fronte alle istanze di automazione e flessibilità scaturite dalla sempre più pressante richiesta di produzione improntata alla “personalizzazione di massa”. Mentre il mercato sta accogliendo con crescente favore il diffondersi di nuovi modelli di robot collaborativi e un numero sempre più consistente di attori stanno investendo in questa prospettiva, un nuovo ambito di ricerca, denominato human-robot collaboration (HRC), sta riscuotendo progressivo interesse nella comunità scientifica. L’aspettativa diffusa è che possa prefigurarsi un cambiamento radicale nei sistemi produttivi, nel layout di fabbrica, nei processi di produzione e persino nella concezione stessa del lavoro. Tuttavia, l’attuale e reale scenario applicativo della robotica collaborativa appare certamente più complesso e numerosi restano i nodi irrisolti. Tra i più rilevanti – denuncia il NIST (National Institute Standards of Technology) - l’assenza di strumenti e protocolli necessari per descrivere e misurare efficacemente le interazioni uomo-robot. Le classificazioni presenti in letteratura si limitano all’analisi di alcuni elementi direttamente osservabili di uno scenario applicativo, fornendone una categorizzazione discreta. Inesplorato appare il tentativo di costruire un quadro generale per valutare la collaborazione tra esseri umani e robot che consideri organicamente tutti gli aspetti del problema. Obiettivo del lavoro è, pertanto, fornire un contributo preliminare allo sviluppo di una proposta di una scala per valutare il livello di collaborazione in un’ampia gamma di compiti e sistemi HRC industriali. A tal fine, nel presente lavoro, viene presentata e discussa una definizione “costitutiva” e “operativa” del costrutto di collaborazione, basata su un approccio multidimensionale che identifichi caratteristiche e relative metriche in grado di descriverla e connotarla. Inoltre, è riportata e approfondita l’applicazione empirica del modello in due scenari industriali collaborativi, realmente implementati e sono discussi teoricamente gli step per la definizione di una scala per la valutazione della collaborazione uomo-robot che possa essere di ausilio alla progettazione per le imprese che adottano robot collaborativi per i loro processi produttivi, per i distributori e per le società di ingegneria e integratori di sistemi che progettano e realizzano le soluzioni robotiche per le imprese, nonché di supporto all’attività valutazione degli enti certificatori e all’attività di ricerca e sviluppo delle aziende produttrici di robot.