Analisi degli aspetti di sicurezza di un sistema di collaborazione diretta tra uomo e robot = Safety aspects analysis in collaborative robot system

La robotica collaborativa si presenta come nuovo paradigma della robotica industriale. Essa, infatti, si propone come una delle discipline in grado di riportare l’uomo al centro del processo di produzione, pur non tralasciando l’automazione. La rivoluzione promossa dalla robotica collaborativa è quella di togliere le barriere di protezione che contraddistinguono quella industriale tradizionale e di avvicinare il robot all’uomo per aiutarlo nelle mansioni meno gratificanti. Quest’ambito rappresenta un terreno fertile per la ricerca, che tenta di rende l’interazione sempre più flessibile e diretta. In quest’ottica, il dipartimento di Ingegneria meccanica ed aerospaziale (DIMEAS) del Politecnico di Torino e la Ferrero Technical Services S.r.l hanno stipulato un progetto di ricerca per sviluppare degli algoritmi di analisi e predizione del movimento umano. Le potenzialità di questa disciplina devono, però, incontrarsi con gli imprescindibili requisiti di sicurezza da rispettare nel luogo di lavoro. Questo problema non è di facile risoluzione a causa delle innumerevoli lavorazioni che possono essere svolte da un braccio robotico. Come sottolineato nei primi capitoli della tesi, nonostante vi siano delle norme a cui fare riferimento, queste sono ancora in via di definizione e non trattano gli sviluppi più innovativi raggiunti in questo campo. Lo stato dell’arte viene completato dall’esperienza delle aziende leader nel settore. Infatti, dalle interviste condotte emerge come loro siano le prime ad affrontare le problematiche legate al tema ed in che modo promuovono soluzioni da implementare direttamente nella costruzione dei loro prodotti. Apprendere il quadro normativo corrente, il punto di vista delle aziende ed il processo di analisi e valutazione dei rischi rappresenta il presupposto fondamentale della presente tesi, il cui fine è quello di studiare, dal punto di vista della sicurezza, un caso applicativo di sistema robotizzato collaborativo in cui sono implementati gli strumenti di calcolo sviluppati dal Politecnico di Torino. In particolare, l’obiettivo è quello di valutare le capacità ed i limiti di queste funzionalità algoritmiche, che consentono di realizzare la collision avoidance ed operazioni di hand over. Dunque, da un lato cercano di rendere la cella robotizzata maggiormente sicura, mentre dall’altro incrementano l’interazione tra i due protagonisti. Innanzitutto, si conduce il processo di valutazione dei rischi sulla cella priva degli algoritmi. Da questo primo studio emerge che l’implementazione di collision avoidance e di hand over permetterebbe di ridurre alcuni rischi, oltre che di eliminarne totalmente degli altri. È doveroso effettuare anche una seconda valutazione dei rischi che metta in evidenza i pericoli introdotti dall’aggiunta delle funzionalità algoritmiche. Tale studio è spunto per migliorare la struttura degli algoritmi al fine di renderli idonei alle norme vigenti, sia dal punto di vista dei parametri gestiti che dall’architettura hardware. Altro risultato importante che si rileva è che tali strumenti di calcolo non sono certificati con un livello di performance. Di conseguenza, devono essere sempre utilizzati insieme con altri dispositivi che garantiscano in modo inequivocabile l’affidabilità del sistema dal punto di vista della sicurezza. Ulteriori risultati sono presentati e discussi nell’elaborato.