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I Mercati della Robotica

Ed altro …

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La parola robot deriva dal ceco robota(*). Il termine è stato introdotto nel 1920 dal drammaturgo cecoslovacco Karel Capek per indicare gli automi (organici) protagonisti del suo dramma R.U.R. (Rossum's Universal Robots), che si rivoltavano contro l'uomo che li sfruttava. La diffusione dell'espressione è dovuta poi alla lingua inglese. Il primo robot industriale fu prodotto nel 1961 negli Stati Uniti dalla Unimation Inc.

* Durante il periodo feudale, il termine indicava i due o tre giorni di lavoro alla settimana che i contadini erano obbligati a fare nelle terre del feudatario senza essere pagati. Anche in epoche successive, robota continuò ad essere utilizzato per indicare del lavoro non volontario, mentre le giovani generazioni ceche e slovacche usano robota per indicare un'attività noiosa o poco interessante.

Qualche informazione per entrare nel vivo

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Control science

Artificial Intelligence World Perception

Human-RobotconnectionDependability

Advanced Mathematics

RoboticaScienza o

ingegneria?

Mechanical engineering Sensing engineering

Material engineering Informatics

Electronics

System engineering

T e c n o l o g i a

T e c n o l o g i a

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Robotica come

tecnologia pervasiva

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Sistemi di guida e pilotaggio(es: F1 – aerei)

Domotica Chirurgia avanzata(endoscopi, telechirurgia)

Sistemi di produzionenon industriale

Sistemi di servizio

Sistemi di produzioneindustriale

Telecomunicazioni(satelliti)

Sistemi d’arma

Spazio(Esplorazione di Marte)

AIBO

Applicazioni robotiche

Automobile

Casa Cure e Assistenza

Cantieri Benzinai

Fabbriche

Telefono

Esercito

Spazio

Bambini

Aspetti della vita comune

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Si, ma come campo industrialeE’ importante per l’Italia?

Perche’?

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E’ importante perche’ …

…perche’ siamo, ancora, il quarto produttore mondiale di sistemi automatici

…perche’ siamo il quarto paese consumatore di sistemi automatici

…perche’, al contrario di molte altre tecnologie, non richiede colossali investimenti in infrastrutture che non esistono

…perche’ le prospettive di questa industria potrebbero essere non minori di quella automobilistica

…perche’ non abbiamo ancora perso il treno (ma stiamo per perderlo)

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Vediamo allora un po’ di dati

E’ la parte piu’ noiosa,Ma serve anche questo

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Il grafico sopra è uno i quelli annualmente elaborati dall’UNE/CE per la robotica industriale e mostra la divaricazione della forbice tra il lavoro in grado di essere svolto da un robot industriale ed il suo costo.Questa forbice si riferisce in particolare alla situazione italiana. Per altri Paesi con differenti dinamiche economiche il costo si è abbassato anche al di sotto del 20%

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Da queste statistiche UNECE appare come la penetrazione dei robot nell’industria italiana è comunque altissima, la seconda al mondo dopo la Germania. Non viene riportato il Giappone in quanto il valore noto di quest’ultimo Paese (890 robot * 10000 addetti) include ogni tipo di sistema d’automazione e non solo i robot industriali

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Stessi dati, ma con maggiore dettaglio. Il Giappone e’ sempre al primo posto

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Bene, quindi siamo un mercato notevole, il terzo al mondo come densita’ ed il quarto in termini assoluti

Ma la produzione?

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Caratteristiche della produzione italiana2003-2004

(sorgente UCIMU)

I dati sono disponibili in forma aggregata e qualitativa:

L’italia e’ ancora oggi il quarto produttore mondialeLa produzione e’ stata in fase di flessione con ripresa nel 2004

(un fenomeno mondiale, l’Italia si e’ dimostrata pero’molto piu’ sensibile di altri piu’ diversificati)

Le caratteristiche prevalenti sono quelle dell’integratore di sistemaGli sviluppatori di tecnologia sono limitati a settori molto specificiL’innovazione tecnologica e’ relativamente limitataLa produzione tende a spostarsi in modo crescente verso paesi a

basso costo della manodopera

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Ampiezza del mercato(sorgente UCIMU)

Per quanto di rilievo in termini relativi i mercati attuali della robotica sono di dimensioni limitate sui valori assoluti. Per la produzione italiana parliamo di

5000 robot anno 350 Meuro

I dati sono del 2003 con una flessione di circa il 5% sull’anno precedente.Nel 2004 una ripresa si e’ fatta sentire riportando la produzione quasi sui livelli dell’anno 2002 e sembra destinata a consolidarsi.

L’intero comparto, che impiega 32000 dipendenti, include anche tutta l’automazione e le macchine utensili per un valore complessivo di circa

4000 Meuro

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I Mercati futuri

Alcune considerazioni preliminari

Nonostante la brillante posizione dell’Italia nel settore vanno fatte alcune osservazioni:

a) L’importanza del settore nel complesso e‘ globalmente assai limitata rispetto a grandi settori trainanti come l’auto, le telecomunicazioni, l’energia

b) La caratterizzazione tecnologica nazionale non e’ di avanguardia. Piu’ che puntare a componentistica avanzata le ditte nazionali sono in prevalenza integratori di prodotti stranieri, tipicamente giapponesi o tedeschi

c) Esiste tuttavia una certa capacita’ imprenditoriale che punta su nuovi prodotti e cerca di aprire mercati non ancora consolidati o addirittura esistenti

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I robot di servizio costituiscono una classe emergenti di sistemi che copre un range di mercati grandissimo, molto vasto anche in termini finanziari. Noi ci limitiamo qui alle macchine per i servizi in posti pubblici, per la costruzione di opere civili, per funzioni di manutenzione di varia natura.

I sistemi di seguito presentati sono industrializzati. Il motivo per cui molti non sono ancora diffusi e’ per lo piu’ legato ad aspetti ed a strategie di marketing. Inoltre pochi esempi saranno dati solo per dare una sensazione delle potenzialita’.

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In forte espansione e’ pure il settore dei robot per la chirurgia. Anche qui, nonostante le resistenze che ne limitano l’uso nella maggior parte degli ospedali, le macchine vengono impiegate in operazioni reali come le operazioni cardiache a cuore aperto su pazienti umani con percentuali di scarse complicanze superiori (per ora) a quelle tradizionali

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Robot per terapia fisica (Yaskawa)

Accompagnati ai sistemi chirurgici vi sono molteplici applicazioni di sostegno alla terapia. Si tratta di un campo ancora in fase di sviluppo, ma prodotti di mercato, come quello qui illustrato sono gia’ disponibili

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Robot per attivita’ ad alto rischio

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(HUDEM) Humanitarian Demining

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Rescue Robots

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Come sempre, la difesa e’ tra i primi clienti di nuove tecnologie. Nonostante la posizione non di prima linea degli Stati Uniti nella tecnologia robotica, nel settore degli armamenti cio’ non si verifica. A destra un mezzo a guida automatica destinato ad attivita’ di sminamento tattico

A sinistra il “predator” un mezzo che e’ stato anche sulle cronache giornalistiche per il suo ruolo nella guerra in Iraq (dove e’ stato usato anche l’altro robot)

Robot per la Difesa

FUS-RoboticaCarosello di robot

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La maggior parte dei “prodotti” sopra riportati costituiscono rilevanti realizzazioni tecnologiche ossia attivita’ intermedie tra la scienza e l’ingegneria. La Robotica, come disciplina pervasiva e fortemente sistemistica tra molteplici aree tocca infatti tutti e tre i livelli delle nostra societa’:

• L’ingegneria

• La tecnologia

• La scienza

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I Mercati futuri

Quali ragioni per una scommessa

1

Perche’ molti dei nuovi mercati sono superiori agli attuali di ordini di grandezza

Perche’ l’Italia dispone delle infrastrutture di base e tecnologiche per affrontarli, situazione rara in altri campi

Perche possono fertilizzare nuove risorse produttive o nuove ricchezze

Perche’ possono contribuire alla risoluzione di molti problemi della societa’

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Quale strategia per l’ENEA?

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Le linee storiche

Robotica per ambienti ostili

Robotica per ambienti non strutturati

La tendenza

Massimizzare il trasferimento verso l’industria

Puntare verso i grandi mercati

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Una proposta

La Robotica per l’assistenza alla persona

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La robotica per l’assistenza alla persona costituisce ad un tempo la massima sfida scientifica e il massimo mercato raggiungibile, di dimensioni comparabili a quello automobilistico, delle telecomunicazioni o dei computers.

La sfida scientifica:intelligenza artificialerappresentazione del mondoscienza dell’apprendimento “human connection”

Il mercato:il robot personalele funzioni di assistenza ai disabilile funzioni di sorveglianzala “home robotics”

FUS-RoboticaHome Service Robots

Information Service Robots

ToshibaNECFujitsu

Paro (AIST)

Vacuum Cleaner Robots

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Roomba, uno dei piu’ noti aspirapolvererobotizzati sul mercato. Prodotto dalla Irobot negli Stati Uniti e’ uno degli spin-off del MIT

IRobot punta anche ai settori del militare (antiterrorismo, scout, demining) come la maggior parte degli attuali operatori delSettore ed alla microrobotica.

PackBot

Home Service Robots

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Orazio e’ l’unico robot per pavimenti prodotto da una ditta italiana, la Zucchetti. Diretto competitor dei sistemi stranieri presentati su queste diapositive ed in particolare sulla prossima.

Home Service Robots

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Il robot “trilobite” della Electrolux. Come Roomba ed Orazio e’ regolarmente in commercio, anche in Italia. Ha un’ autonomia di un’ ora e si ricarica in 2 e contiene fino a circa 1 litro di polvere.… la ditta sostiene che elimina fino al 75% del lavoro …

Spunti

Quali i limiti?Come funziona e perche’ bisogna fare ancora ricerca?E’ importante per la robotica?

Home Service Robots

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Innumerevoli sono poi le realizzazioni in forma umanoide gia’ operative. In queste foto ne vediamo solo alcune e solo dal giappone, il Paese che ha fatto lo sforzo maggiore

ASIMO (Honda)H7

(Univ. of Tokyo)

SDR-3X (SONY) Toyota

HRP-2(AIST/Kawada)

WABIAN(Waseda Univ.)

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ConclusioniQuali lezioni?

1

La tecnologia dell’informatica, dei materiali ed il progresso dell’ingegneria consentono oggi la realizzazione di piattaforme di moto estremamente sofisticate.

Le prospettive migliori nel senso dei mercati, quelle che puntano alla massima interazione con l’uomo, richiedono pero’ ricerca nel settore della rappresentazione e gestione della conoscenza.

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ConclusioniQuali lezioni?

2

I mercati che si possono aprire sono potenzialmente immensi. Ogni famiglia di un paese di media industrializzazione sara’ in grado di possedere ed usare uno o piu’ robot di costi paragonabili a quelli degli attuali PC.

L’applicazione non andra’ a concorrere con il mondo del lavoro, ma con gli attuali elettrodomestici e in qualche caso (assistenza agli anziani/disabili) a riempire nicchie applicative e sociali ora praticamente vuote.

E’ presumibile (ed e’ stato previsto) che nel giro di circa 10 anni tale mercato sara’ in piena esplosione, ma potrebbe accadere anche prima. Molto dipendera’ dalle strategie industriali delle multinazionali.

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ConclusioniQuali lezioni?

3

La nostra nazione possiede le risorse culturali ed economiche oltre alle infrastrutture in grado di consentirle di competere con i maggiori paesi mondiali in questo settore. L’Italia ha veramente le potenzialita’ per giocare un ruolo di primo piano, ad esempio con le sue industrie di elettrodomestici.A maggior ragione si potra’ competere perche’ il nucleo focale della nuova robotica e’ nella percezione e nell’intelligenza piuttosto che sulla capacita’ di realizzare macchine e sulle infrastrutture gia’ esistenti.

Questo pero’ non e’ automatico perche’ i nuovi mercati si giocheranno su un livello di innovazione e prodotti della ricerca estremamente spinto e non si puo’ contare sulla innovazione tecnologica introdotta dai produttori italiani che e’ quasi inesistente anche in questo settore.

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ConclusioniQuali lezioni?

4

Il mondo della ricerca in generale ed il settore pubblico debbono fare uno sforzo per trascinare l’industria in questa direzione. Per poterlo fare occorre:

- Creare nuovi posti per i giovani- Creare sinergie tra i piccoli gruppi di ricerca del settore, inadeguati ad

affrontare le sfide internazionali e a dare risposte VERE alla piccolaindustria nazionale

- Crederci!

CAMBIARE MENTALITA’ IN FRETTA E USCIRE DALLA ATTUALE SITUAZIONE DI LETARGO DELLA RICERCA E’ FONDAMENTALE.