Interazione intelligente uomo-macchina alla Volkswagen. Nello Smart Production Lab del Gruppo il futuro è già cominciato
Stabilimento Volkswagen a Wolfsburg, padiglione 55, Smart Production Lab. Luci al neon, pareti bianche e pavimento lucido. Non c’è niente che distolga l’attenzione dalla rivoluzione tecnica. In mezzo alla stanza, Wolfgang Hackenberg e Johannes Teiwes lasciano lavorare il robot. Lo spazio di lavoro misura due metri per tre. Due braccia robotiche afferrano e installano gli alberi di trasmissione e i dischi della frizione – un gioco da ragazzi per molti robot industriali e niente di straordinario per l’industria automotive, finché i robot fanno il loro lavoro dietro a una barriera di sicurezza. Ma qui accade qualcosa di rivoluzionario: per la prima volta, esseri umani e robot lavorano fianco a fianco. Ciò è possibile solo perché il robot tiene conto delle persone e riesce a capire cosa vogliono che faccia. Hackenberg e il suo team hanno istruito il robot assieme agli esperti del Centro tedesco di Ricerca per l’Intelligenza Artificiale (DFKI).
Hackenberg si avvicina al robot. La macchina rallenta immediatamente e allontana le braccia cercando di continuare a lavorare. “Il robot percepisce che mi sto avvicinando e ne tiene conto” afferma Hackenberg. “Questo è il prerequisito fondamentale per l’interazione intelligente uomo-macchina”. È un requisito essenziale per un tipo di cooperazione completamente nuova fra esseri umani e robot.
Hackenberg, 36 anni, ha un dottorato in Ingegneria. Nello stabilimento Volkswagen a Wolfsburg è a capo dello Smart Production Lab, uno dei cinque centri creativi del Gruppo in ambito IT. Gli altri si trovano a Berlino, Monaco e San Francisco. In questi laboratori gli esperti stanno lavorando al futuro digitale del Gruppo Volkswagen in una atmosfera da start-up. In stretta collaborazione con istituti di ricerca e partner tecnologici, stanno sviluppando nuove soluzioni in ambiti come l’Industria 4.0, big data, nuove soluzioni di mobilità, realtà virtuale, connettività e Internet delle cose.
Nello Smart Production Lab di Wolfsburg, il focus principale è sulla fabbrica intelligente. Nello stabilimento digitalizzato del futuro, macchinari e attrezzature, robot, merci e prodotti saranno connessi gli uni agli altri. Le persone e i robot non lavoreranno più su un componente uno a fianco all’altro o uno dopo l’altro ma allo stesso tempo, cooperando.
“Finora è stato necessario garantire una separazione fisica tra le fasi produttive e gli spazi di lavoro di persone e robot” spiega Hackenberg. “Questa non è vera cooperazione”. Le cose sono diverse nello Smart Production Lab. “Abbiamo integrato un robot brevettato e sensori utilizzando un software in modo tale che persone e robot possano lavorare nello stesso spazio senza rischi e addirittura interagendo. Per la prima volta, siamo stati in grado di realizzare una cooperazione diretta fra uomini e robot”.
Nello sviluppo di questo sistema, gli esperti dello Smart Production Lab della Volkswagen hanno lavorato fianco a fianco con gli scienziati del Robotics Innovation Center, che fa parte del Centro tedesco di Ricerca per l’Intelligenza Artificiale (DFKI) di Brema. Il DFKI è uno degli istituti leader a livello mondiale per la ricerca sull’intelligenza artificiale. Gli esperti Volkswagen e quelli del Centro collaborano intensamente da anni in molti ambiti. Di recente, il Gruppo ha anche acquisito una quota nel rinomato istituto di ricerca e grazie a ciò può beneficiare di un fondamentale trasferimento di know-how da questa istituzione di massimo livello dando slancio, fra le altre cose, alla digitalizzazione dei propri stabilimenti. Uno dei primi risultati di questa collaborazione è l’utilizzo di un software che rende possibile la cooperazione diretta fra uomo e robot, che può essere utilizzato anche con robot industriali e per aree di lavoro completamente diversi.
Il segreto del robot intelligente non va ricercato nelle sue braccia o nelle sue benne prensili, ma piuttosto sotto il piano di lavoro, dove Hackenberg e il suo team hanno installato l’unità informatica. Qui il sistema ROCK processa gesti e cenni delle mani, calcola tutte le sequenze dei movimenti delle persone, che vengono registrati da dei sensori attorno all’area di lavoro del robot, e ne valuta i risultati.
Un cenno della mano di Hackenberg è sufficiente per fermare il robot. Un altro gesto e la macchina riprende il proprio lavoro, oppure gli passa componenti o attrezzi. Appena Hackenberg si avvicina all’area di lavoro del robot, senza fare alcun gesto, la macchina riduce automaticamente la sua velocità ed evita il contatto.
Qual è il fine di questa innovazione? La “Fabbrica 4.0” non sarà senza persone, la manodopera umana sarà ancora necessaria. “Vogliamo che i robot subentrino per i compiti più faticosi o ergonomicamente complicati” afferma Hackenberg. L’obiettivo è sviluppare una fabbrica del futuro nella quale le persone abbiano compiti complessi che richiedano un alto livello di specializzazione, creatività e capacità di problem solving. Le persone si concentreranno sulla creazione di valore aggiunto, sulle singole messe a punto e sulla gestione della qualità. Dall’altro lato, i robot con sensori integrati e nuovi concept per la sicurezza si occuperanno di lavori ergonomicamente difficili e fisicamente faticosi.
Negli Smart Production Lab il futuro è già cominciato.
