La parola “robot”, derivante dalla parola ceca “robota”, che esprime il concetto di lavoro pesante o di lavoro forzato, non è altro che un termine comune utilizzato per descrivere un’apparecchiatura artificiale che compie azioni in base a comandi che gli vengono conferiti dall’uomo o che derivano da processi di intelligenza artificiale. Questi comandi portano allo svolgimento di compiti che tipicamente vengono eseguiti al fine di sostituire o coadiuvare l’uomo nella fabbricazione, costruzione, manipolazione di materiali pesanti e pericolosi, o in lavorazioni svolte in ambienti
proibitivi o non compatibili con la condizione umana.
L’idea di realizzare dei sistemi meccanici autonomi ed intelligenti è abbastanza antica e rappresenta la sintesi tra il sogno di imitare la natura e il bisogno di costruire macchine utili alla vita e al lavoro. La presenza di automi, cioè di esseri artificiali, rappresenta una costante che attraversa uniformemente tempi e culture diverse.
Gli automi sono presenti già nella mitologia: ai tempi di Omero il primo creatore di “macchine” fu Efesto, dio del fuoco, a cui era attribuita la costruzione di macchine semoventi, servi meccanici e tavoli che si muovevano di propria volontà. Tra il V e il IV sec. a.C. il mondo del mito lasciò progressivamente il passo alla scienza e anche gli automi divennero prodotti dell’uomo. In età ellenistica, intelletti del calibro di Archimede ed Erone fornirono un grande contributo alla rivoluzione scientifica e tecnologica: molti dei principi di fisica, matematica, meccanica e astronomia cui diedero vita sono validi ancora oggi. L’eolipila o sfera di Eolo di Erone, per esempio, è un interessante strumento che mostra come l’energia termica possa essere trasformata in energia meccanica. Essa è il precursore delle macchine a vapore: sfrutta infatti la pressione derivante dal riscaldamento dell’acqua all’interno di una sfera metallica per generare un movimento.
Anche gli autori arabi concepirono dispositivi complessi. Tra il 1204 e il 1206 Al-Jazari, il celebre scienziato arabo cui si deve il Libro della conoscenza dei meccanismi ingegnosi, oggi considerato il culmine della meccanica araba, elaborò numerosi progetti di carattere “robotico”. In Giappone, i Karakuri risalgono alla cosiddetta “Era di Edo”, il “Rinascimento” giapponese, collocata fra il 1600 e il 1867: non è certo un caso che oggi la patria della robotica sia il Giappone. La stesura dei manuali necessari alla costruzione di queste bambole, create per divertire sia i nobili sia la popolazione, rappresenta ancora il fondamento dell’odierna cultura ingegneristica del Giappone.
Occorre un salto di diversi secoli per giungere a quello che si ritiene il primo e compiuto progetto di robot umanoide dell’età moderna: esso si deve a Leonardo da Vinci e porta la data del 1495. Per quanto ne sappiamo, il cavaliere meccanico progettato da Leonardo era in grado di compiere movimenti del busto, degli arti, del capo; non siamo in grado di dire se tale idea sia rimasta allo stato di progetto o se essa abbia trovato un’effettiva realizzazione.
Colui che invece realizzò il primo robot funzionante a noi noto fu Jacques de Vaucanson, che nel 1738 fabbricò un androide suonatore di flauto in grado di prodursi in movimenti complessi, altra sua celebre creazione fu l’anatra meccanica, in grado di mangiare e defecare.
Quella che possiamo definire come “robotica moderna”, però, ha inizio solo nel 1961 quando la General Motors introduce nella sua fabbrica di automobili, in New Jersey, il primo robot industriale della storia: un braccio meccanico progettato a metà degli anni Cinquanta da Joseph Engelberger e George Devol. Questa “scienza” prende piede nella società negli anni ’70 come supporto alla produzione industriale: in quel periodo l’ambiente in cui opera il robot e l’ambiente in cui opera l’uomo erano ancora completamente separati al fine di garantire la sicurezza degli operatori; i primi robot, inoltre, operavano in ambienti completamente strutturati dove le posizioni di tutti gli elementi con cui il robot doveva interagire erano note a priori.
La “liberazione” dei robot dalle gabbie e dagli ambienti strutturati in cui sono costretti in ambito industriale inizia negli anni ’80 con lo sviluppo della robotica di servizio. I cosiddetti “robot di
servizio”, come i robot artificieri, i robot per missioni nello spazio o sottomarine, i robot per la
chirurgia (che non sostituiscono il chirurgo, ma ne potenziano le capacità) o i robot per l’assistenza
(sono allo studio robot in grado di compiere operazioni di utilità quotidiana quali pulire, lavare,
servire pasti), o anche i robot per vari tipi di intrattenimento, riscuotono in questi anni e stanno
tutt’ora riscuotendo sempre maggiore credito e interesse.
La robotica si sviluppa, ad oggi, in diversi ambiti di applicazione che hanno portato alla nascita, tra i più importanti, di:
– robot industriali: i primi in ordine di applicazione, hanno oggi un vastissimo impiego in tutti i settori della produzione. Essi consentono di ridurre costi e tempi di produzione e di poter modulare i costi in base ai volumi di produzione necessari. Nel campo della robotica industriale esistono manipolatori per decine di applicazioni differenti, solo per citarne alcune: verniciatura, assemblaggio, pulizia, ispezione, saldatura, montaggio, movimentazione, taglio e controllo qualità. Il numero di applicazioni sembra destinato ad aumentare con il tempo e con esse l’autonomia raggiunta da questi dispositivi.
– robot sociali: individuano una nuova applicazione della robotica destinata ad essere nel futuro uno strumento di interazione sociale. Eliminata la barriera della sicurezza, tramite una serie accurata di norme e di certificazioni, i robot possono entrare a far parte della vita sociale. Ad oggi lo sviluppo dei robot sociali è ancora limitato, si va da alcuni esempi commerciali a risultati perlopiù sperimentali. Robot per il gioco (il Sony Aibò, Mitsubishi Wakamaru, i Lego Mindstorm), per il cinema (l’animatronica) e l’assistenza agli anziani (domotica), sono ormai diffusi.
– robot utilizzati in ambito medico: l’impiego della robotica sta rivoluzionando sia la pratica
chirurgica (Computer Aided Surgery) sia quella di clinica (fisioterapia, assistenza tecnologica). Nel corso degli ultimi anni diversi sistemi robotici sono stati progettati e commercializzati per completare gli apparati di chirurgia mini-invasiva, con strumentazione robotica in grado di rendere naturale ed intuitivo il processo di intervento. Il sistema Da Vinci (Intuitive Surgical), ad esempio, consente a un chirurgo seduto in una postazione prossima al paziente di operare come se le sue mani fossero realmente delle pinze all’interno del corpo del paziente. Un complesso sistema robotico provvede a raccogliere i movimenti delle dita del chirurgo e a trasmettere ad un sistema robotico di chirurgia mini-invasiva che opera sul corpo del paziente. Un sistema di camere stereoscopiche consente inoltre al chirurgo di vedere direttamente all’interno del corpo del paziente. Il sistema produce notevoli effetti positivi: riduce tempi di recupero, riduce complicazioni dovute a infezioni post-operatorie e limita lo stress fisico.
In una visione del tutto futurista si potrebbe pensare al ruolo che la robotica potrebbe avere negli anni a venire come rappresentato nel film “L’uomo bicentenario” del 1999 dove i robot, particolarmente simili agli esseri umani, presentano una particolare capacità di autodeterminare le proprie azioni, dovendo comunque sottostare alle tre principali leggi della robotica:
1. Un robot non può recar danno a un essere umano né può permettere che, a causa del proprio
mancato intervento, un essere umano riceva danno;
2. Un robot deve obbedire agli ordini impartiti dagli esseri umani, purché tali ordini non
contravvengano alla Prima Legge;
3. Un robot deve proteggere la propria esistenza, purché questa autodifesa non contrasti con la
Prima o con la Seconda Legge.
Più realisticamente, invece, la robotica svolgerà un ruolo diverso ma non meno importante nei prossimi decenni. Tra i campi che presentano maggiore possibilità di sviluppo abbiamo:
– robotica umanoide: è in assoluto tra i campi di ricerca più affascinanti. Il suo obiettivo è
realizzare robot dalle sembianze umane, dotati di intelligenza artificiale e in grado di agire autonomamente. La nazione guida in questo settore è il Giappone, dove da una quindicina di anni si lavora al robot umanoide più avanzato al mondo: si chiama Asimo ed è stato realizzato dalla Honda.
– robotica di servizio: un robot di servizio è “un robot che opera in maniera autonoma o semiautonoma per compiere servizi utili al benessere degli esseri umani, escludendo l’ambito manifatturiero”. La robotica di servizio comprende numerosi ambiti: dal badante robot per anziani a robot di soccorso come il vigile del fuoco robot, dai robot domestici che puliscono e cucinano al posto nostro ai robot di telepresenza. È un robot di servizio anche il robot maggiordomo.
– robotica in medicina: importantissimi saranno i robot di telepresenza medica che permetteranno
allo specialista di visitare un paziente, anche a diversi chilometri di distanza, con la stessa efficacia di un controllo “dal vivo”. “Rp Vita”, ad esempio, sviluppato da iRobot in collaborazione con Intouch Health, trasmette al medico i dati in video streaming e interviene autonomamente in caso di richiesta del paziente grazie a una mappatura dell’ospedale e a sensori anti ostacolo.
– robotica educativa: la robotica educativa, a volte chiamata anche micro-robotica, è un metodo che consente ai bambini di imparare grazie ai robot. Essa insegna ai bambini e ai ragazzi a realizzare un robot partendo da zero e a programmarlo.
La robotica, dunque, farà molto parlare di sé in futuro e sarà oggetto, da parte delle più importanti società del settore, di importantissimi investimenti. Potrebbe dunque portare a benefici di rilievo economico come la creazione di numerosi posti di lavoro o alla nascita di nuove realtà nel settore ma sicuramente ciò che porterà sarà una serie di vantaggi imprescindibili alla persona umana, obiettivo ultimo della robotica stessa.
