Cibernetica e biotecnologie (2006)

di Armando Guidoni

Pubblicato sulla rivista del Massachusetts Institute of Technology per l'innovazione "Technology Review" nel 2006

Il Ministero delle Attività Produttive ha affidato all'IPI (Istituto per la Promozione Industriale) il compito cli gestire la rete italiana per l'innovazione industriale (RIDITT, www.riditt.it), finalizzata a migliorare la competitività del sistema produttivo. Di seguito viene presentata una tecnologia di automazione sviluppata dall'ENEA.

 

Cibernetica: l'autonomazione per macchine industriali

Nei laboratori dell'ENEA di Frascati, alle porte di Roma, un team di ricerca è da anni impegnato nella realizzazione dell'«intelligenza sintetica» avvalendosi di un modello dinamico-funzionale basato sull'osservazione e comprensione dell'uomo e dei sistemi biologici. Il modello dinamico-funzionale ha consentito di progettare macchine che, una volta definito un obiettivo, hanno la capacità di «leggere l'ambiente», di adattarlo e di adattarcisi autonomamente; in altre parole, di intervenire su di esso, modificandolo e modificandosi al fine di raggiungere l'obiettivo prefissato.

Il punto chiave è il passaggio dall'automazione all'autonomazione. Con la tradizionale automazione è necessario programmare la «macchina» registrando in essa il dettato, punto per punto, delle sue azioni che poi, «automaticamente» e «rigorosamente», ripeterà tutte le volte in eguale maniera. Un sistema basato sul1'autonomazione non ha invece bisogno di conoscere preventivamente le operazioni elementari necessarie per raggiungere l'obiettivo: basta descrivere quest'ultimo alla «macchina» e questa provvederà «autonomamente» ad organizzare e, quindi, a utilizzare le proprie risorse per raggiungerlo, anche attraverso il superamento di eventuali ostacoli o condizioni impreviste.

Un esempio di applicazione riguarda i robot autonomatici per la saldatura di grandi pannelli (per esempio, scafi di navi), realizzati in stretta collaborazione con l'industria e in grado di emulare, attraverso strumenti elettronici, funzioni cerebrali e processi mentali. In queste macchine, un sensore di visione, denominato «visio», contribuisce a percepire, istante per istante, una «scena reale» e a ricostruirla virtualmente modificando e integrando i dati della conoscenza a priori. Il controllo del processo di lavorazione effettuato dal robot, parte quindi dalla «comprensione» dello scenario che si trova davanti al «campo visivo» (in questo caso, linea e volume di congiunzione tra le lamiere) e dalla «decisione» di un'azione da intraprendere, sulla base di criteri e regole. La regola principale di saldatura, impressa nell'«intelligenza» dei robot realizzati, riguarda in particolare la necessità di seguire la traiettoria con il fascio laser, dosandone la potenza in base allo spessore da saldare e ad altri parametri di riferimento.

Il risultato è un approccio estremamente originale ed efficace alla programmazione del robot, nel quale non è più necessario stabilire a priori una traiettoria e formulare sequenze stabilite di comandi, ma basta semplicemente descrivere l'azione da compiere (nel caso descritto, saldare secondo la traiettoria letta in tempo reale). La metodologia descritta è stata inoltre applicata in numerosi altri ambiti, quali per esempio un centro di lavorazione multifunzionale a 38 assi controllati, una macchina per la produzione di stent coronarici e un sistema per la supervisione di ambienti e impianti critici ai fini della sicurezza.

Per contatti: Armando Guidoni- ENEA (Centro di Ricerche di Frascati)