Progetto Auriga tesina

in contatto con

la reltà

Tutti i sistemi robotici possiedono dei sensori e degli attuatori, che permettono loro

di stabilire dei contatti con l’ambiente che li circonda.

Sensore: dispositivo che trasforma una grandezza fisica che si vuole misurare, in un

segnale di natura diversa (tipicamente elettrico) più facilmente misurabile o

memorizzabile. Sensore di

esempio di prossimità

finecorsa per materiali

elettromeccanico metallici

Attuatore: dispositivo che converte dell'energia da una forma ad un'altra, in modo che

questa agisca nell'ambiente fisico al posto dell'uomo. Ossia qualsiasi

dispositivo utilizzato per azionare organi meccanici o per intervenire su circuiti

idraulici in seguito a comandi ad esso inviati per mezzo di un sistema di controllo

elettronico.

Attuatore Attuatore

pneumatico elettrico

Caratteristiche

Esistono delle caratteristiche che accomunano tutti i robot:

• Programmabilità: capacità di elaborazione che il progettista può combinare come

desidera a seconda dei compiti che vuol far svolgere alla macchina;

• Mobilità: possibilità di interagire fisicamente con l’ambiente;

• Flessibilità: capacità di esibire un comportamento adatto alla situazione;

• Autonomia: possibilità di svolgere le proprie funzioni senza influenze o

condizionamenti da parte di altri membri. 5

Un po’ di storia

La robotica nasce dall’automazione, cioè la tecnologia necessaria per realizzare macchine in

grado di sostituire uno o più attributi dell’uomo nell’effettuare un lavoro. Il termine

automa, è una parola greca dal significato di “colui che si muove da solo”.

L’automazione (o “meccanizzazione”) nacque in tempi antichi, dove vennero costruiti piccoli

automi con il semplice scopo di intrattenere un pubblico, tentando di imitare la natura circostante.

Tra il 400-350 a.C. il greco Archita di Taranto costruì una colomba volante messa in moto

da un getto di vapore. Per un lungo periodo non si ebbe più documentazione, ma poi nel

1206 ecco riapparire dei documenti : si tratta di progetto usato per una serie di automi

umanoidi. Il progetto consisteva in una nave con quattro musicisti che galleggiava su un

lago per intrattenere gli ospiti alle feste di corte.Il meccanismo aveva una batteria di percussioni

programmabile con pistoncini (camme) che battevano su piccole leve che operavano la

percussione. Il suonatore di tamburi poteva eseguire differenti ritmi e differenti partiture

se i pistoncini erano spostati.

Ciò significa che l’idea di costruire un individuo artificiale, dotato di movimento e autonomia

nelle proprie azioni, non è quindi degli ultimi secoli, né una conseguenza dello sviluppo

dell’informatica e della robotica.

Leonardo da Vinci progettò un automa più complesso intorno al 1495: appunti riscoperti nel

codice Atlantico e in piccoli taccuini tascabili databili intorno al 1495-1497 mostrano disegni

dettagliati per un cavaliere meccanico in armatura, che era apparentemente in grado di alzarsi

in piedi, agitare le braccia e muovere testa e mascella. Riproduzione

dell’automa

di Leonardo

6 Nei secoli successivi, dall’ingegno di molti artisti e scienziati, nacquero automi sempre più

complessi e stupefacenti. La Francia settecentesca fu la patria di questi ingegnosi giocattoli

meccanici che sarebbero divenuti dei prototipi per i motori della rivoluzione industriale.

In Cartesio si può riscontrare una attitudine nei confronti degli automi, quando egli

suggerisce che i corpi degli animali sono nient'altro che complesse macchine: le ossa, i muscoli

e gli organi potrebbero essere rimpiazzati da pulegge, pistoni e camme; ed ecco che Jacques de

Vaucanson nel 1737 costruì un'anatra meccanica, l'anatra digeritrice, che dava l'illusione di

nutrirsi e defecare, il che sembrava avvalorare le idee cartesiane che gli animali non sono

altro che macchine biologiche. Furono poi inventati altri meccanismi, come quelli di Henri

Maillardet in grado di scrivere poesie.

Automa di

Maillardet:

era programmato

per scrivere

una poesia Da allora se ne è fatta di strada in questo campo:

sistemi ibridi complessi costituiti da vari

sottosistemi quali computer (es. microcontrollori)

opportunamente programmati tramite

software, fanno da padroni nel panorama odierno.

Possiamo vederli all’opera nell’industria cinematografica:

l'uso dei robot è applicato nella

realizzazione degli effetti speciali, realizzando

macchine comandate (gli animatronic) che

simulino al meglio la verosimiglianza dei movimenti

(ad esempio lo squalo utilizzato nel film

Lo squalo o i dinosauri di Jurassic Park).

Esempio di animatronic

usato in Jurassic Park 7

L’enorme sviluppo dei sistemi robotici e la loro sempre maggiore versatilità ( grazie all’elettronica

si sono ridotti notevolmente di dimensioni e costo), ci hanno permesso di ampliarne il campo di

impiego: oggigiorno qualsiasi casalinga può avere il suo “robot spazzino”, o qualsiasi ragazzo

può giocare con il suo “drone” telecomandato (aereomobile a pilotaggio remoto).

esempio di “robot aspiratore”

usato per le pulizie domestiche

Notiamo come sempre più nella nostra vita sia presente la tecnologia, telefoni, tablet e computer,

e spesso ci lamentiamo del fatto che siano fin troppo “partecipi” delle nostre giornate.

Forse alla robotica è data un po’ meno importanza, ma anche lei sta lentamente prendendo

la sua parte nei i nostri passatempi, a lavoro, nella gestione della sicurezza.

drone telecomandato per riprese aeree

8 Etica della Robotica

Sempre più pattuglie della polizia stanno adottando i droni, dotati di telecamere per vigilare

sulla sicurezza negli stadi, teatri e nelle manifestazioni locali; sempre più industrie ed ospedali

impiegano sistemi automatici e braccia robotiche per compiti che una volta erano affidati a persone.

Ci stiamo forse avvicinado alle situazioni pericolose, ipotizzate dai romanzi di Asimov ?

La sua paura fu quella che i robot potessero competere con l'uomo, ribellarsi o addirittura sterminarlo.

Le macchine attualmente chiamate robot sono dei semplici meccanismi automatici, capaci di

muoversi solo in base alle precise istruzioni fornitegli, ma presto ci troveremo di fronte ad un

problema più consistente: l’ ambizione del genere umano di creare un uomo artificiale, che ci

assomigli nel pensare e agire, secondo Asimov, ci sarebbe sfuggito di mano. Asimov stesso ha

basato molti dei suoi racconti e romanzi sull'applicabilità e sufficienza delle Tre Leggi.

Le leggi che potrebbero o dovrebbero applicarsi ai robot in cooperazione o in competizione

con gli esseri umani, hanno spinto però ad immaginare scenari, piuttosto realistici,

di rivolta tra macchine e uomini.

Nasce così l’Etica della Robotica, che si prefigge di regolare lo sviluppo delle tecnologie applicate alla

robotica.

Esiste una distinzione, dove si catalogano i robot in “generazioni”:

Robot di prima generazione: Si definiscono così, i robot in grado semplicemente di eseguire sequenze

prestabilite di operazioni indipendentemente dalla presenza o

dall'intervento dell'uomo, ad esempio i manipolatori industriali.

Il Braccio Robotico Auriga è un esempio di manipolatore in miniatura.

Manipolatore industriale

(robot di prima generazione)

Robot di seconda generazione: Questi robot hanno la capacità di costruire un'immagine

(modello interno) del mondo esterno, di correggerla e perfezionarla

continuamente. Sono in grado di scegliere la migliore strategia di

controllo.

Il robot di seconda generazione è in grado di finire ciò che gli è stato

programmato malgrado la presenza di fenomeni di disturbo non

prevedibili a priori. 9

Robot di terza generazione: Hanno un'intelligenza artificiale. Questo robot è in grado di costruire

nuovi algoritmi e di verificarne la coerenza da solo.

Esempio di robot di terza

generazione, in grado di

pensare autonomamente,

nel film “io Robot”tratto

dall’ omonimo romanzo

di asimov

Siamo ben distanti dal costruire un robot in grado di competere con la perfezione della macchina

umana, ma stiamo assistendo ad una progressiva affermazione dei sistemi automatici soprattutto

nel settore industriale.

Secondo alcuni studiosi del fenomeno, la definizione di automazione è da rivedere: l'automazione

sarebbe una particolare tecnologia che permette di sostituire, mediante il controllo automatico

dei processi, delle funzioni che dovrebbero appartenere all'uomo.

Ed ecco che vediamo nelle industrie, interi capannoni dove la materia prima viene inserita in una

“zona di carico”, e il prodotto finito è recuperato in una “zona di scarico”. L’anomalia? Nessun essere

umano.

Con lo sviluppo dei sistemi di automazione negli anni '50 e '60, gli studiosi iniziarono a interrogarsi

sugli effetti che l'automazione avrebbe avuto sull'occupazione, dal momento che molte aziende

introducevano sistemi di fabbricazione automatica proprio per ridurre la manodopera.

Altri ancora si interrogavano su quali sarebbero stati gli effetti sulla qualificazione,

sulle competenze richieste, sulle condizioni di lavoro, sull'organizzazione delle imprese.

Problemi che il genere umano si pose in quegli anni, ma che in fondo, assillavano il mondo intero

già da tempo. Infatti, mezzo secolo prima, il premio Nobel per la Letteratura Luigi Pirandello,

aveva ipotizzato la teoria della “Frantumazione dell’ io”, dove si avvertiva la spersonalizzazione

dell’individuo, la sua perdita di identità, anche grazie all’avvento di macchine e all’esasperazione

del processo industriale a “catena di montaggio” inventato da Henry Ford negli Stati Uniti.

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Catena di montaggio

in una industria

automobilistica

Gli stessi studosi, crearono una serie di tesi sull’avvento dell’ automazione nel panorama industriale,

di cui io ne cito due, tra l’altro contrapposte:

-Tesi ottimistica: secondo questa tesi, l'automazione sarebbe una risorsa utile per liberare i

lavoratori dai lavori faticosi, pericolosi o stupidi. L'automazione consentirebbe quindi di contrastare

da una parte l'impoverimento e la banalizzazione del lavoro, dall'altra l'esistenza di lavori pesanti,

faticosi e rischiosi. Benché l'automazione, anche secondo questa tesi, riduca effettivamente la

quantità della manodopera, essa stimolerebbe comunque il ciclo dell'espansione dando vita a

nuovi prodotti, nuovi mercati, nuove imprese e nuove professioni, e quindi a occupazione

sostitutiva . Al contrario della tesi successiva, la tesi ottimistica prevede un incremento della

qualificazione dei lavoratori ma solo nelle mansioni di pianificazione, programmazione e controllo.

-Tesi pessimistica: secondo questo modo di vedere, l'automazione e le nuove tecnologie

provocherebbero disoccupazione, "polarizzazione", cioè la differenza tra pochi lavoratori

"superqualificati" e molti lavoratori dequalificati nonché il cosiddetto taylorismo tecnologico.

Inoltre, sempre secondo la tesi pessimistica, aumenterebbero le differenze tra i lavori di

pianificazione, controllo, ideazione e sviluppo e il lavoro di esecuzione.

Da questa analisi deriverebbe quindi una diagnosi di una diminuzione dell'occupazione e di

una dequalificazione del lavoro degli operai e degli impiegati. 11

Protagonisti del Boom

Agli inizi del ‘900, il mondo intero si trovò di fronte ad un frenetico sviluppo industriale:

ogni stato faceva a gara con i confinanti per accaparrarsi le materie prime.

Sono questi gli anni in cui gli Stati Uniti si affermarono come potenza mondiale, anche grazie alla

catena di montaggio, ideata dall’ industriale Henry Ford che, grazie a questa, riuscì a fare dell’automobile

una larghissima diffusione. Nel dopoguerra gli Stati Uniti ebbero un vero boom economico: dal 1922 al

1929 la produzione mondiale aumentò del 64%.

L’ idea di Ford, che presto avrebbe rivoluzionato il modo di pensare l’industria,

si basava sul concetto di parcellizzazione del lavoro, ideato dall’ ingegnere

americano Frederick Taylor. Taylor ipotizzò un incremento della produttività

degli operai nelle fabbriche, grazie alla divisione in “compiti” del processo

produttivo.

Il singolo operaio, si trovava quindi a specializzarsi in un unico compito,