Cinque laboratori, un approccio interdisciplinare e decine di ricercatori. Abbiamo visitato i luoghi dove si disegna la logistica del domani
Un luogo di incontro fra ricerca e imprese. Sono i sei laboratori interdisciplinari e integrati che coprono tutte le aree chiave di industria 4.0, gestiti dal Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione dell’Università di Pisa.
Si chiamano CrossLab e hanno sede a Navacchio, in provincia di Pisa. Qui le idee, la conoscenza e gli strumenti sono messi a disposizione delle imprese del territorio, in particolare di quelle che stanno trasformando i propri processi produttivi secondo i nuovi canoni della robotica collaborativa. Manifattura avanzata, manifattura additiva, realtà aumentata e virtuale, cloud computing, big data, cybersecurity e IoT: sono i protagonisti dei cinque laboratori più strettamente tecnologici, ai quali se ne affianca un sesto, l’IT & Society, dedicato ai progetti che esplorano l’impatto delle tecnologie dell’informazione sulla società, dall’economia ai diritti, dall’istruzione al lavoro.
I CrossLab nascono da un’esigenza del mondo produttivo, ovvero progettare soluzioni compatibili con i nuovi paradigmi di Industria 4.0. Servono verifiche di efficacia, test e attrezzature per la prototipazione, ma soprattutto serve un ambiente interdisciplinare che sappia tenere insieme richieste anche lontane fra loro. Una realtà dove è possibile ricevere consulenze, stipulare accordi di collaborazione scientifica, oltre a contratti per attività di ricerca e sviluppo per prodotti o servizi richiesti dalle aziende. Dagli studi di fattibilità ai corsi di formazione avanzata, dai progetti di ricerca ai laboratori congiunti, il tentativo dei CrossLab è quello di colmare la distanza che spesso separa la ricerca dalla realtà delle imprese.
Logistica automatizzata
Tecnologia & Innovazione ha visitato il laboratorio Advanced Manufacturing, dove alcune delle idee sono diventate progetti, poi ricerche e in qualche caso anche invenzioni brevettate. Il laboratorio si concentra sulle metodologie e le tecnologie per l’utilizzo di squadre di robot mobili. Progetta e sviluppa robot in grado di eseguire compiti di ispezione autonoma per manutenzioni predittive industriali, capaci di esplorare anche zone pericolose per gli umani. Conduce ricerca metodologica e sperimentale su robot manipolatori per l’interazione fisica uomo-macchina finalizzata alla produzione collaborativa, la cosiddetta cobotica. Si occupa infine di logistica in ambiente misto robot/operatori umani. Lucia Pallottino è professoressa associata dell’Università di Pisa, insegna robotica al Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione e fa parte del gruppo di circa 60 persone che, con specialità diverse, si occupano di intralogistica, robotica indossabile, mobile e robotica avanzata.
“Proprio nel campo della logistica 4.0, il laboratorio ha ospitato il progetto europeo ILIAD, nato per sviluppare una linea produttiva totalmente automatizzata”, spiega. “I sistemi robotici sono stati progettati sulla base delle esigenze della piccola-media distribuzione alimentare con l’obiettivo di automatizzare tutto il processo logistico: la movimentazione dei veicoli, la rimozione della plastica dai pallet e il prelevamento degli oggetti”.
Per progettarli i ricercatori sono stati fisicamente nelle celle frigorifere dove si svolgono alcune fasi del lavoro, e lì hanno studiato i movimenti degli operatori per poterli imitare. “Il nostro robot può prelevare oggetti di vario tipo, forma e dimensione – spiega ancora Pallottino -. È formato da due braccia, con due organi di presa differenti: una base con un nastro trasportatore che facilita la presa e la supporta, e la mano robotica sviluppata dalla qbrobotics, che mima il movimento della mano umana e va a prelevare l’oggetto. In questo modo il sistema è in grado di sollevare, supportare e prelevare l’oggetto, proprio come fanno le mani umane: una mano viene usata per afferrare l’oggetto e l’altra per supportare il peso”.
Il robot brevettato è invece quello in grado di togliere da un pallet l’involucro di plastica che protegge la merce. “Si tratta di un problema molto sentito dalle aziende – dice Pallottino -. Gli operatori a mano usano strumenti che fondono la plastica con problemi di emissioni, o sono costretti a lavorare in altezza. L’idea è stata quella di sviluppare un robot piccolo, snello, che possa essere montato su veicoli o guide verticali”.
Il sistema è pensato per la media e piccola distribuzione, dove servono pallet personalizzati e con una quantità limitata di prodotto per ciascuna tipologia. Il braccio robotico è in grado di vedere e toccare la pellicola, e grazie alla sua flessibilità può analizzare con precisione la struttura dell’oggetto prima di procedere con il taglio.
Costi e vantaggi
La sfida è adattarsi. Ripensare intere linee produttive o integra- re alcune parti con sistemi robotici? “Gli hardware sono la componente più costosa, anche se i costi si stanno abbassando”, spiega Pallottino. Per un braccio robotico la spesa può variare dai 25.000 ai 150.000 euro, spesso un prodotto, prima di essere inserito nel ciclo produttivo, deve essere adattato e in ogni caso, addestrato.
“Qui entrano in gioco anche i costi della messa in opera in azienda, un passaggio che richiede necessariamente l’interruzione del lavoro, anche per settimane”. D’altra parte, aggiunge, “il vantaggio economico delle soluzioni logistiche da noi sviluppate, sta nel fatto che hanno dimensioni e costi contenuti. Sono soluzioni adattabili a tante situazioni”.
