Ecco l’esoscheletro e il robot teleoperativo di Inail e IIT

L’auditorium della Direzione generale Inail di piazzale Pastore, a Roma, ha fatto da cornice alla presentazione di due prototipi sviluppati nell’ambito della collaborazione con l’Istituto italiano di tecnologia (IIT) di Genova: un esoscheletro collaborativo, in grado di ridurre gli effetti delle sollecitazioni muscolo-scheletriche, e un robot teleoperativo, che può sostituire o assistere i lavoratori negli interventi in ambienti ad alto rischio.

Gli esoscheletri per supportare gli operatori

A poco più della metà del triennio di ricerca previsto, i risultati raggiunti finora dai due progetti sono stati illustrati – attraverso gli interventi dei ricercatori, integrati con filmati e dimostrazioni pratiche delle funzionalità dei prototipi sviluppati – nel corso di un workshop dedicato ai sistemi cibernetici collaborativi, al quale hanno preso parte anche i vertici dei due istituti. Ad aprire i lavori è stato il presidente dell’Inail, Massimo De Felice, con Gabriele Galateri di Genola e Gianmarco Montanari, rispettivamente presidente e direttore generale dell’IIT, mentre le conclusioni sono state affidate a Giorgio Metta, direttore scientifico dell’Istituto genovese, e Giuseppe Lucibello, direttore generale dell’Inail.

Dalla prima sessione del workshop è emerso come in alcuni contesti lavorativi possa essere particolarmente vantaggioso l’ausilio degli esoscheletri, dispositivi indossabili che supportano le capacità fisiche dell’operatore – forza, agilità, velocità e potenza – riducendo notevolmente, o eliminando del tutto, gli effetti delle sollecitazioni muscolo-scheletriche. A beneficiarne potrebbero essere i circa cinque milioni di operatori che, secondo le informazioni estratte dalle banche dati Inail, svolgono abitualmente attività di movimentazione manuale di carichi in settori come l’edilizia, la logistica, la sanità e il manifatturiero, risultando quindi potenzialmente esposti a patologie e disturbi muscolo-scheletrici da sovraccarico biomeccanico, soprattutto della colonna vertebrale e delle spalle.

L’esoscheletro collaborativo di Inail e IIT

L’esoscheletro sviluppato dai ricercatori di Inail e IIT è costituito da più moduli, che possono essere composti in diverse configurazioni funzionali alla specifica applicazione e supportano, rispettivamente, il tronco, per la riduzione dei carichi nella regione lombare, e le braccia, per ridurre i carichi al livello delle spalle. Il prototipo include anche un nuovo concetto di assistenza della zona lombare e vertebrale, realizzato con materiali flessibili e leggeri che permettono un incremento del comfort senza rinunciare al livello di assistenza necessario. Sono stati inoltre considerati i problemi legati all’immissione del dispositivo sul mercato e alla compatibilità del suo impiego con la normativa vigente in materia di salute e sicurezza.

Il robot teleoperativo

Il progetto del robot teleoperativo, al centro della seconda sessione del workshop, è nato invece con l’obiettivo di limitare il più possibile l’esposizione dei lavoratori in scenari che comportano rischi rilevanti per la salute e la sicurezza degli operatori, come le attività di ispezione e manutenzione, in particolare quelle in ambienti confinati, gli interventi a seguito di incendi o catastrofi naturali, le demolizioni e i lavori in quota. In tutti questi ambiti, il ricorso a questo tipo di robot rappresenta una straordinaria opportunità per surrogare o assistere i lavoratori, assicurando la riproduzione in tempo reale di attività particolarmente pericolose tramite la continua interazione da remoto con un operatore-guida esperto.

Il prototipo attualmente in fase di messa a punto è composto da una piattaforma base, che assicura la funzione di spostamento, e da un apparato integrato, che assolve quella di manipolazione. La prima è costituita da HyQReal, un robot quadrupede che con i suoi 90 centimetri di altezza, 133 di lunghezza e un peso di 130 chilogrammi è in grado di sviluppare una forza sufficiente a spostare un aereo passeggeri di oltre tre tonnellate, come ha dimostrato in un test effettuato lo scorso 15 maggio all’aeroporto di Genova. L’attività di manipolazione è affidata invece a un braccio robotico che permette all’operatore-guida di afferrare, sollevare e manovrare fisicamente oggetti nell’ambiente remoto.

I robot a favore degli interventi (anche) dei vigili del fuoco

La stazione per il controllo da remoto è stata progettata per dotare l’operatore di tutti gli elementi informativi possibili, grazie alla tecnologia basata sulle moderne interfacce di realtà virtuale (VR) ed esoscheletri da mano. L’interfaccia di VR, chiamata Vicarios, gli consente di muoversi in un ambiente virtuale nel quale può non solo vedere con gli occhi del robot che sta pilotando, ma anche avere un punto di vista “in terza persona” dello scenario operativo, ricostruito in grafica 3D. Grazie a HexoTraC & Remote-Arm, evoluzione dell’esoscheletro per la mano basato su un modello esistente, l’operatore riceve inoltre dal braccio robotico un feedback sensoriale sia alle dita che al polso, che rende possibile la manipolazione fine e accurata di oggetti che si trovano in contesti irraggiungibili o pericolosi.

In questa fase, analizzando scenari legati agli interventi dei vigili del fuoco in seguito a eventi naturali catastrofici, i ricercatori stanno procedendo al dimensionamento del robot per interventi di “secondo soccorso”, come la rimozione di macerie, i lavori di risanamento delle strutture e le operazioni di screening per rilevare i danni strutturali. L’individuazione di scenari pericolosi tipo è funzionale alla possibilità di eseguire test sul campo che possano validare il prototipo, ovvero fornire indicazioni indispensabili alla messa a punto del dispositivo.

I prototipi realizzati nell’ambito della collaborazione tra i due istituti hanno come obiettivo principale la messa a punto di dispositivi ad alto tasso di innovazione per la prevenzione degli infortuni in contesti lavorativi particolarmente a rischio.