Un esempio emblematico di tale evoluzione nell’ambito dei robot è M.A.R.I.O. (Multi-purpose Autonomous Robot for Industrial Operations). M.A.R.I.O. è un robot antropomorfo montato su un carrello AGV in grado di prelevare pezzi dalla fonderia, spostarli su un tornio a Controllo Numerico (CN) e poi su un centro di lavoro a CN. Questo robot fa parte dei cosiddetti Flexible Manufacturing Systems (FMS), ossia sistemi in grado di adattarsi alle modifiche della produzione essendo adatti a gestire diverse tipologie di prodotti.

La diffusione degli FMS, il cui principio di flessibilità è presente anche nell’Industria 4.0, è avvenuta negli anni ‘70 quando grazie alle nuove tecnologie dell’Industria 3.0 si cercava, attraverso l’automazione flessibile, di garantire la produzione di prodotti caratterizzati da volumi medio-bassi e da varietà medio/alta.

D’altro canto, il sistema APPLE è un M.A.R.I.O. dei giorni nostri. Si tratta infatti di un altro esempio di robot montato su un AGV: è composto da un carrello elevatore AGV in grado di muoversi su due dimensioni con minimi ingombri durante

il cambio di traiettoria. Il sistema è in grado di rilevare e prelevare un pallet da una zona di carico designato utilizzando una telecamera a luce strutturata. Per la localizzazione adotta un sistema laser mentre come sistemi di sicurezza a bordo utilizza un laser scanner e una fotocamera per rilevare e tracciare operatori dotati di indumenti di sicurezza riflettenti. Inoltre, per l’ulteriore sicurezza degli operatori, il sistema APPLE usa un proiettore che indica visivamente a terra il percorso che verrà compiuto dall’AGV. Il robot che si dedica alla manipolazione è equipaggiato con un gripper a due dita dotate di nastri trasportatori all’interno di ogni falange e capace di afferrare e “risucchiare” oggetti molto diversi tra loro. Per il riconoscimento degli oggetti è stato usato il dispositivo Structure IO che è montato sul gripper stesso.

L’Industria 4.0 però fa un passo in avanti rispetto agli FMS in quanto è la digitalizzazione che diventa l’elemento chiave per rendere veramente flessibili gli impianti. Nello specifico si mira ad ottenere la possibilità di riconfigurare la produzione senza la necessità di modificare la struttura delle linee di produzione ed assemblaggio (hardware), ma modificando “soltanto” il programma che ne gestisce il funzionamento (software).

Questo tipo di possibilità determina una rivoluzione nei sistemi industriali e mette alla luce l’evidente sproporzione in termini di risorse necessarie che intercorre fra una modifica hardware degli impianti o delle macchine e un adeguamento del software.

Grazie allo sfruttamento delle tecnologie digitali e dei dati raccolti, i sistemi di produzione potranno adattarsi automaticamente alle condizioni in cui stanno operando grazie all’integrazione con metodi di auto-apprendimento da parte della macchina.

In quest’ottica l’integrazione tra le macchine nuove e quelle già presenti in azienda è uno degli aspetti fondamentali da tenere in considerazione per comprendere a pieno se e come è possibile attivare un processo di riconfigurazione della produzione.

Il processo di integrazione dovrà agire anche su un livello diverso e in cui la diversità degli attori in gioco ricopre un ruolo decisivo per la buona riuscita dell’integrazione stessa: l’interazione uomo-macchina.

Tale problematica prende in considerazione la possibilità di inserire nei processi di produzione macchine avanzate capaci di integrarsi tra loro e di interagire con l’uomo, e comprende anche macchine come i robot che sono in grado di collaborare con l’uomo all’interno delle attività aziendali.

Questi robot collaborativi detti COBOT, possono condividere lo stesso spazio degli operatori e lavorare fisicamente a contatto con l’uomo senza necessità di dispositivi di sicurezza fisici come gabbie e fotocellule tipici di un qualunque impianto industriale.

Un COBOT è molto utile nei casi in cui la lavorazione è delicata tanto da non essere fattibile da una macchina e così ripetitiva da divenire alienante per un essere umano.

La presenza dei COBOT permette anche un maggior coinvolgimento del personale che assume sempre di più il ruolo di parte pensante del sistema.

L’industria 4.0 in questo ricalca il principio della centralità dell’uomo espresso da Olivetti, che era passato in secondo piano con la Lean Manufacturing che era invece orientata a risparmiare su tutto, compreso il personale. Inoltre l’interazione collaborativa tra uomo-macchina permette la progettazione di nuovi servizi per il miglioramento della condizione lavorativa del personale. Questo significa progettare la collaborazione uomo-macchina allo scopo di migliorare l’ergonomia e la sicurezza degli operatori che devono svolgere operazioni in condizioni non naturali o pericolose. La relazione tra uomo e macchina, e in particolare le specifiche che un robot deve avere per essere un COBOT sono regolate dalle normative ISO 10218 e ISO TS 15066, scritte anche grazie a studi eseguiti sugli urti tra uomo e macchina.

I cobot rientrano nel nuovo paradigma 4.0 solo se messi in condizione di avviare relazioni codificate con gli altri settori aziendali (ad esempio attraverso il trasferimento di informazioni o dati ad altre macchine) e con gli operatori umani che li progettano e con cui collaborano.