Robot Mobili Autonomi (AMR): tendenze e sfide
Il nuovo World Robotics Report dell’IFR International Federation of Robotics ha evidenziato un massimo storico di 520.000 nuovi robot industriali installati nel 2021 nelle fabbriche di tutto il mondo, il che rappresenta un tasso di crescita del 31% su base annua.
La domanda di trasporto automatizzato di merci nell’intralogistica ha contribuito in modo significativo a questa forte crescita.
I robot mobili autonomi (AMR) sono in grado di prelevare, trasportare e smistare gli articoli nelle strutture di produzione e distribuzione senza la necessità di un intervento manuale – sono la chiave per sbloccare l’enorme potenziale della fabbrica intelligente integrata, assicurando che i processi logistici e produttivi siano connessi.
Gli AMR sono molto richiesti perché offrono una vasta gamma di vantaggi, come la possibilità di prevenire i danni ai prodotti, ridurre i costi di manodopera, migliorare la produttività e automatizzare i processi.
I principali operatori di diversi settori e verticali, tra cui l’industria automobilistica, i trasporti e il settore alimentare e delle bevande, stanno già raccogliendo i ricchi frutti dell’adozione degli AMR.
Ma dove si sta dirigendo il settore?
Quali sono le tendenze AMR e le sfide attuali per il prossimo grande passo della robotica mobile?
Ecco alcune indicazioni
1. I sensori
I robot mobili autonomi sono in grado di vedere dove stanno andando?
La tecnologia dei sensori è essenziale per garantire che si muovano nella giusta direzione.
Un sistema autonomo deve raccogliere informazioni sull’ambiente circostante, per questo motivo i treni rimorchiatori, i carrelli elevatori e i cobot mobili sono dotati di sistemi multisensoriali.
Alcuni esempi di sensori comuni sono:
- Sensori a ultrasuoni per il rilevamento attivo;
- Sensori lidar per il rilevamento e la localizzazione;
- Sensori GPS per la localizzazione;
- Tecnologia a telecamera per il rilevamento degli oggetti;
- Giroscopi per una migliore guida;
- e molto altro ancora.
Ma come filtrare questa enorme quantità di informazioni?
È qui che entra in gioco il software dei sensori intelligenti.
Grazie a sofisticati algoritmi e all’intelligenza artificiale, gli AMR sono sempre più bravi a interpretare gli stimoli e a generare informazioni significative su cui il sistema può agire.
2. Localizzazione
Come fanno i robot mobili autonomi a sapere dove si trovano?
La tecnologia GPS non è sufficiente per un posizionamento preciso: garantisce solo una precisione di alcuni metri e il segnale è indebolito dalle pareti della fabbrica
. Quindi, come fanno gli AMR?
La risposta è la localizzazione.
La ricerca sulla localizzazione dei robot mobili in ambienti industriali è stata fiorente negli ultimi anni.
Oggi sono disponibili diverse soluzioni per consentire agli AMR di determinare la propria posizione.
Una di queste è la creazione di una mappa virtuale e la localizzazione attraverso la navigazione basata sui contorni.
Gli sviluppatori creano una mappa dettagliata del sito.
Mentre i robot attraversano le fabbriche, i sensori laser controllano costantemente le loro posizioni su questa mappa.
Ma cosa succede quando si vuole spostare le cose?
Come possono interagire diverse flotte AMR su una singola mappa?
3. Navigazione autonoma
I robot mobili autonomi devono pianificare i loro percorsi e reagire agli imprevisti.
Devono essere in grado di:
- evitare gli ostacoli;
- attraversare corridoi stretti;
- ottimizzare il flusso del traffico;
- utilizzare il controllo della distanza quando la situazione non è chiara;
- attraccare alle loro stazioni.
Per potersi orientare correttamente, gli AMR devono raccogliere conoscenze sull’ambiente che li circonda ed essere in grado di prendere decisioni intelligenti.
4. Gestione del traffico
Ogni volta che i sistemi autonomi si muovono in ambienti industriali, il traffico deve essere gestito attivamente.
Il controllo della gestione del traffico (TMC) determina le regole da applicare nei punti di decisione del flusso di traffico.
Esistono due modi per affrontare il TMC:
- Nella gestione centralizzata del traffico, un sistema centrale prende le decisioni per i veicoli (ad esempio, un sistema di controllo principale);
- Nella gestione decentralizzata del traffico, gli AMR comunicano con i sistemi decentralizzati nei punti di decisione per ottenere l’autorizzazione. (ad es. PLC).
La gestione decentralizzata del traffico offre una grande flessibilità, quindi è un’opzione interessante per le fabbriche intelligenti.
5. Manipolazione degli oggetti
In robotica, un manipolatore è un dispositivo che consente l’interazione fisica con l’ambiente.
In genere è costituito da una serie di articolazioni e da un effettore finale o pinza.
I manipolatori sono spesso progettati per imitare lo spazio di lavoro umano, consentendo loro di assumere compiti simili, come afferrare e spostare oggetti.
Tuttavia, questo può essere fatto solo fino a un certo punto, spesso limitato a scatole o contenitori standardizzati.
La manipolazione di oggetti diversi per dimensioni, peso, forma e struttura superficiale richiede spazi di lavoro ad alta destrezza e pinze specializzate.
L’analisi cinematica e la progettazione dell’effettore finale sono fondamentali per garantire il successo della manipolazione.
6. Influenze ambientali
Le influenze ambientali pongono numerose sfide ai sistemi autonomi.
Quando i sensori e i laser sono coperti da pioggia, neve o polvere, gli AMR diventano letteralmente ciechi.
Inoltre, i robot potrebbero confondere la pioggia con gli ostacoli.
Come fanno i sensori a distinguere la pioggia battente da un muro?
Gli sviluppatori devono migliorare il riconoscimento delle immagini e assicurarsi che gli AMR siano in grado di capire i modelli di pioggia e neve.
Per questo sono importanti anche i sistemi di pulizia degli scanner, un modo per garantire sempre la visibilità.
7. Gestione della capacità
Le flotte AMR eterogenee pongono enormi sfide per la gestione della capacità.
Treni di rimorchiatori, carrelli elevatori e cobot autonomi devono integrarsi perfettamente nelle operazioni quotidiane delle fabbriche intelligenti.
Un enorme vantaggio degli AMR è che sono molto flessibili.
Ma quando è il momento giusto per ricaricare?
Quante docking station sono necessarie?
Sono necessari sistemi intelligenti per monitorare e gestire il tasso di utilizzo dei robot mobili autonomi.
Al momento gli AMR offrono tanti vantaggi nel settore della logistica ma non è tutto oro quel che luccica.
Quella dei robot mobili autonomi è una tecnologia in continua evoluzione, al momento questi sistemi non hanno espresso al massimo le loro potenzialità.
Sono necessarie ulteriori ricerche per sviluppare ulteriormente gli AMR.
