PIC4Ser - PoliTO Interdepartmental Centre for Service Robotics

Nel settore industriale, la robotica applicata alle linee di montaggio complesse è ora una tecnologia matura e collaudata: i robot possano conquistare la stessa rilevanza in altri campi? Grazie allo sviluppo di nuove tecnologie abilitanti, siamo in un momento storico in cui l'arrivo di una nuova generazione di robot è molto vicino: i robot saranno in grado di sostenere gli esseri umani nelle attività lavorative o di vita quotidiana e diventeranno "compagni" sicuri e affidabili.

Questo mercato, ora in fase di crescita, ha bisogno più che mai di essere sostenuto da centri di ricerca dove sia possibile un vero e proprio approccio multidisciplinare basato sulle tecnologie e sulle applicazioni. In questo modo, sarà possibile unire e integrare soluzioni innovative legate non solo al controllo, percezione, intelligenza artificiale, sistemi di locomozione e architetture meccaniche intelligenti, ma anche agli aspetti della progettazione, interazione e sicurezza, così come alle questioni sociali, economiche ed etiche.

Tutti questi aspetti hanno motivato la creazione del Centro Interdipartimentale per la Robotica di Servizio PIC4SeR dove le competenze possono supportare tutti i necessari passi di sviluppo, portando a progettare, simulare e realizzare i componenti di base che favoriranno l’avvento della nuova era dei "robot di servizio". Questo Centro ha lo scopo di coordinare le attività di diversi gruppi di ricerca già attivi nei vari Dipartimenti sulle tecnologie abilitanti necessarie per lo sviluppo di questo settore altamente innovativo e multidisciplinare.

L'obiettivo del Centro PIC4SeR è quello di creare un ambiente fisico comune e una comunità in cui gli strumenti e le competenze possano risiedere per sintetizzare organicamente le caratteristiche di diversi scenari applicativi (agricoltura di precisione, città intelligenti, ricerca e salvataggio, sistemi di pattugliamento e di allarme rapido, sostegno alla vita per anziani e disabili, riabilitazione, indagine archeologica/sicurezza/protezione, ecc.) e le relative soluzioni sperimentali robotiche.

Attività

Il Centro PIC4SeR svolgerà attività per:

  • coordinare e armonizzare all'interno del Centro Interdipartimentale le attività già svolte all'interno dei diversi Dipartimenti del Politecnico (DET, DAUIN, DIMEAS, DIATI and DAD) sul tema della robotica di servizio
  • sviluppare tecnologie abilitanti per la robotica di servizio nelle diverse aree di ricerca, con attenzione all'integrazione, alla modularità, alla resilienza e alla riconfigurabilità
  • sviluppare metodi innovativi per definire le architetture (meccanica, elettronica, ICT, ecc.) per la robotica di servizio
  • sviluppare piattaforme mobili innovative con sistemi di locomozione ibridi, robot modulari “soft” e dispositivi biomimetici in grado di integrare le tecnologie abilitanti e di sperimentare innovazioni
  • investire sulle problematiche (e le relative tecnologie) della robotica di servizio evitando, ove possibile, sovrapposizione con altri laboratori specifici e aziende già posizionate nello scenario nazionale ed internazionale
  • ampliare ed espandere le problematiche legate all'interazione e al progetto di sistemi collaborativi (HRI/HMI)
  • sviluppare approcci e tecnologie trasversali indipendenti da una specifica piattaforma e/o applicazione
  • sviluppare aspetti "sociali" e relativi a "salute e stile di vita" (applicazioni e ricadute) dove non è strettamente necessaria un'interazione "umanoide", ma è molto importante l'efficacia del servizio offerto e le tecnologie e/o le piattaforme di dati utilizzati. Incluse in questo settore sono anche le questioni relative all'interconnessione, al cloud, alla condivisione dei dati, alla realtà aumentata, ecc.
  • rendere centrale il ruolo del design e dell'interazione uomo-macchina per l'efficacia e la sicurezza del servizio offerto (per creare qualcosa di pratico, sicuro e funzionale, non solo puramente estetico e affascinante)
  • approfondire gli aspetti economici, sociali ed etici (sulle aziende, sul mercato del lavoro, sulla società in generale) relative all'introduzione della robotica di servizio e allo sviluppo di servizi pubblici / privati basati su questa tecnologia emergente
  • rafforzare competenze e collaborazioni industriali e scientifiche (anche internazionali) in tali aree, utilizzare le attività del Centro come "volano" per la partecipazione a progetti regionali, nazionali e comunitari

Innovazione

I robot di servizio sono in una fase di transizione, aprendo nuovi contesti tecnologici e di produttività che vanno ben al di là dei robot industriali. La comunità scientifica sta guidando l'innovazione in collaborazione con il settore industriale attraverso progetti, soluzioni e prototipi capaci di:

  • fornire ai robot la capacità di percepire, capire e agire in una vasta gamma di ambienti dinamici
  • rendere i robot più semplici da programmare e utilizzare
  • migliorare la capacità di manipolazione dei robot per gestire una vasta gamma di attività
  • ridurre il costo e la dimensione dei robot
  • permettere ai robot di lavorare con e intorno agli esseri umani in totale sicurezza
  • permettere ai robot di muoversi negli stessi ambienti popolati dagli umani, affiancati da barriere architettoniche, spazi stretti e complessi

Le sfide fondamentali per la robotica di servizio non sono argomenti separati e la comunità di ricerca sta affrontando la roadmap di sviluppo, attraverso avanzamenti in tre importanti settori:

  • Percezione e apprendimento autonomo: la capacità del robot di percepire, comprendere, pianificare e navigare nel mondo reale. Una migliore abilità cognitiva significa che i robot possono lavorare autonomamente in ambienti diversi, dinamici e complessi.
  • Manipolazione: controllo preciso e destrezza per manipolare oggetti nell'ambiente. Un miglioramento nella manipolazione comporta una maggiore diversificazione dei compiti e dei casi di utilizzo.
  • Interazione: la capacità del robot di imparare e collaborare con gli esseri umani. Una migliore interazione - incluso il supporto per le comunicazioni verbali e non verbali, l'osservazione e la copia del comportamento umano e l'apprendimento delle esperienze - significa che i robot saranno sempre di più in grado di lavorare a fianco degli esseri umani.

Le innovazioni in queste aree emergono da molti centri di ricerca scientifica e discipline di ingegneria. L'importanza sociale, tecnologica e industriale di questo filone di ricerca è evidenziata anche da molti programmi di finanziamento regionali, nazionali ed internazionali (ad esempio robott-net.eu) progettati e pensati appositamente per questa settore tecnologico.