I moduli tecnologici di WATCHMAN: Collaborative Robotics & Ergonomics
Unire competenze provenienti da diverse aree, dall’intelligenza artificiale alla robotica collaborativa, è un’azione strategica che l’Hub WATCHMAN intende perseguire per favorire l’adozione di un modello di sviluppo che consenta alle imprese di accrescere la propria competitività, guardando al contempo alla salvaguardia della qualità di vita dei lavoratori.
Smart Robots, Impresa nata all’interno del Gruppo e-Novia e operante nel campo della visione artificiale a supporto degli operatori manuali, insieme all’Università degli Studi di Bergamo coordina lo sviluppo del modulo tecnologico Collaborative Robotics and Ergonomics dell’Hub tecnologico WATCHMAN, progetto finanziato dalla Regione Lombardia per lo sviluppo di un centro di sperimentazione dedicato all’applicazione dell’Intelligenza Artificiale alla Machine Vision in ambito manifatturiero.
Grazie alle competenze di Smart Robots nella creazione di soluzioni innovative per la digitalizzazione delle postazioni manuali e per la robotica collaborativa, l’Hub vedrà l’ingresso di robot in grado di affiancare gli operatori nel posizionamento dei sistemi di visione. Se da un lato la macchina sarà “responsabile” della movimentazione del sistema di acquisizione dell’immagine, dall’altro l’operatore sarà coinvolto nel suo addestramento e nella gestione dell’Intelligenza Artificiale.
Il risultato di questa collaborative intelligence sarà un miglioramento nella qualità del lavoro dell’operatore (che potrà dedicarsi ad attività a maggior valore aggiunto) e un incremento dei livelli di efficienza nei processi di controllo qualità grazie a un approccio altamente flessibile e modulare.
In particolare, sono alte le aspettative legate al funzionamento del modulo di Collaborative robots-ergonomics. A raccontarne i dettagli è Roberto Rossi, CTO di Smart Robots.
Quali sono i principali impatti attesi sul territorio?
Sicuramente una replicazione “implementata” della stazione e delle sue componenti tecnologiche su applicazioni manuali nel campo della manifattura, dal controllo qualità all’assemblaggio, fino al packaging. Ci aspettiamo inoltre un aumento dimostrabile dei vantaggi concreti legati alla presenza di soluzioni di visione e di robotica a supporto dell’operatore nelle aziende lombarde.
Quali sono le prospettive di sviluppo di questo work package e quali i risultati attesi?
Il work package si pone l‘obiettivo di sviluppare delle metodologie di supporto all’operatore attraverso una sua analisi ergonomica tramite sensori di visione tridimensionale. Le tecnologie di visione di Smart Robots permettono infatti di riconoscere le operazioni manuali svolte all’interno delle postazioni di lavoro e sono attualmente utilizzate nei processi di assemblaggio e di packaging per abbattere il tasso di errore dell’operatore e aumentare l’efficienza. Tali tecnologie saranno utilizzate nel contesto del progetto per la valutazione ergonomica dell’operatore, che sarà assistito da un robot collaborativo nel corso delle attività di controllo qualità.
L’obiettivo è la riduzione dei casi di infortunio derivanti da stress muscolo-scheletrico, nonché un incremento dei livelli di qualità ed efficienza, derivanti (anche) da una migliore percezione cognitiva.
Le mansioni di controllo qualità risultano infatti tra le più stressanti per l’operatore perché richiedono elevati livelli di concentrazione durante tutto il processo. La presenza di un robot collaborativo in grado di svolgere le attività più ripetitive e logoranti aumenterà la produttività della stazione, standardizzando alcuni processi e riducendo lo stress psico-fisico del lavoratore. Non solo, la rilevazione della composizione ergonomica della persona grazie alle tecnologie di visione avanzata permetterà di ottimizzare ulteriormente l’intero processo.
Quali sono le attività che Smart Robots sta svolgendo in questa fase iniziale del progetto nel contesto di questo modulo?
La prima fase di “studio” si è concentrata su due temi principali: dapprima sull’integrazione delle tecnologie di robotica collaborativa all’interno della stazione manuale, sulla definizione delle funzionalità di gestione del processo, sulla verifica della correttezza delle operazioni manuali, e sulla sequenza delle modalità di interazione operatore-robot.
A seguire, sono stati analizzati i metodi di valutazione ergonomica, con un focus tanto sull’ergonomia fisica quanto su quella cognitiva. La prima, infatti, è legata alla postura e alle misurazioni oggettive del corpo e permette di valutare lo stress fisico dell’operatore in modo da prevenire l’insorgenza di disturbi muscoloscheletrici. La seconda è legata invece a fattori più qualitativi, non misurabili oggettivamente, ed è relativa al carico di lavoro mentale, alla capacità di prendere decisioni e allo stress.
È in corso la definizione dei criteri di progettazione della cella di robotica collaborativa volta a migliorare il processo di controllo qualità. Inoltre, stiamo definendo gli indici di analisi ergonomica che verranno calcolati e testati nei processi produttivi di Brembo. L’integrazione del robot collaborativo permetterà di realizzare le attività di controllo qualità massimizzando l’ergonomia dell’operatore.
La stazione risolverà nel concreto lo use case in campo automotive di Brembo. Tuttavia, le tecnologie sviluppate all’interno del progetto e l’applicazione verticale, sono state concepite e verranno realizzate in ottica modulare e flessibile, così da poter essere applicate a una molteplicità di stazioni manuali in diversi settori.
Il modulo hardware e software per la valutazione, misurazione e miglioramento dell’ergonomia dell’operatore manuale potrà quindi essere installato nei processi manuali di moltissimi settori del campo manifatturiero.
