Taisch (MADE): “AI fisica e robot intelligenti sono la svolta epocale per la manifattura”

Dal punto di vista della maturità tecnologica, “occorre fare una distinzione fondamentale tra le diverse generazioni di robotica”, specifica subito ad AI4Business Marco Taisch, professore di Digital Manufacturing al Politecnico di Milano, presidente del MADE Competence Center Industria 4.0 e della Fondazione MICS.

La robotica collaborativa, rappresentata dai tradizionali cobot, “è ormai una tecnologia del tutto matura e consolidata nei contesti industriali. Gli umanoidi e i robot mobili sono invece un nuovo salto di paradigma, e possono essere una svolta epocale per la manifattura italiana”.

Si muovono nello spazio con gambe meccaniche o ruote e sono dotati di intelligenza artificiale direttamente integrata a bordo. “È ciò che definiamo ‘AI fisica’, in cui l’algoritmo sta all’interno della macchina e ne guida le azioni operative”, sottolinea Taisch.

Ciò conferisce al robot “capacità di comprensione contestuale, ovvero la cosiddetta ‘contextual AI’, che gli permette di interpretare l’ambiente circostante, comprendere le dinamiche in corso e anticipare quello che sta per accadere, vivendo lo spazio operativo in modo analogo a quanto facciamo noi persone”.

Maturità tecnologica, oltre il marketing e il ciclo di hype

Spesso vediamo filmati di robot umanoidi impegnati a correre, ballare o persino lottare. Quanto c’è di spettacolarizzazione e quanto di reale prontezza tecnologica per l’ambiente di fabbrica?

“Le dimostrazioni spettacolari che vediamo sul web, come i robot che corrono i 100 metri, danzano o compiono acrobazie, contengono indubbiamente una componente di marketing, ma rappresentano anche la modalità fisiologica con cui la ricerca e l’innovazione avanzano. Dobbiamo ricordarci delle prime applicazioni informatiche, quando i computer venivano messi alla prova sfidando i campioni di scacchi. All’epoca ci si chiedeva a cosa servisse una macchina che gioca a scacchi, ma per i ricercatori era lo strumento per creare sfide complesse e affinare gli algoritmi. Lo stesso principio vale oggi per i robot che ballano: servono a testare e ottimizzare la gestione di ambienti articolati e dinamici. Nel complesso, la maturità tecnologica dell’hardware è molto alta”.

Cosa, invece, non è ancora maturo?

“Da evolvere e migliorare molto è la capacità delle aziende di addestrare i robot intelligenti e di inserirli al meglio all’interno di sistemi industriali complessi. Un umanoide nuovo, appena acquistato, è paragonabile a un bambino: non possiede competenze operative preimpostate e necessita di un vero e proprio percorso educativo, che in ambito robotico chiamiamo training. In generale, in questo momento stiamo vivendo il picco dell’entusiasmo nell’Hype Cycle; a questa fase seguirà la fisiologica disillusione – come accade per molte altre nuove tecnologie –, per poi arrivare all’adozione pragmatica, laddove porta un valore reale. Per le imprese, e per le PMI in particolare, la questione non è più capire se l’AI funzioni, ma come portarla dentro i processi e farle produrre risultati misurabili”.

Forma versus funzione: non c’è sempre bisogno di robot antropomorfi

È davvero indispensabile che i robot intelligenti, e destinati alla produzione manifatturiera, abbiano sembianze umane, con due braccia, una testa e gli ‘occhi’ sulla testa?

“L’avere chiamato questi dispositivi ‘umanoidi’ e averli modellati a immagine dell’uomo risponde in parte a una sfida di ricerca scientifica, e anche a un’ambizione molto umana, quella del mito e della ricerca dell’immortalità. Replicare la complessità dell’essere umano – dal sistema nervoso alla movimentazione meccanica fino alle capacità intellettive –, fa parte di un filone evolutivo e concettuale affascinante. Tuttavia, nel contesto industriale, la forma deve seguire rigorosamente la funzione. L’uomo è una ‘macchina’ polivalente progettata per svolgere un’infinità di compiti diversi, mentre la fabbrica richiede specializzazione”.

Quindi, la forma dei robot da umanoidi cambierà verso soluzioni più funzionali?

“Se un robot deve operare in uno spazio con pavimentazione piana, dotarlo di due gambe è inefficiente e costoso. Le ruote sono decisamente più veloci, sicure ed economiche. Diverso è invece il caso se deve fare dei gradini. Allo stesso modo, non c’è alcuna necessità sistemica di montare le telecamere di visione proprio sulla testa, o di limitarsi a due braccia. Inoltre, dare al robot forme antropomorfe può rivelarsi controproducente dal punto di vista sociale, poiché rischia di far percepire la macchina come un diretto competitor del lavoratore, alimentando la diffidenza e la paura di perdere il posto di lavoro”.

Inverno demografico, problema produttività e ‘colleghi digitali’

A proposito di impatto sull’occupazione, qual è il ruolo reale che l’AI fisica e i robot intelligenti svolgeranno nell’economia e nel mercato del lavoro italiano?

“La preoccupazione che i robot rubino il lavoro non trova riscontro nella realtà demografica del nostro Paese. L’Italia deve affrontare un marcato inverno demografico, con una contrazione della popolazione stimata in circa 4 milioni di abitanti in meno entro il 2050. In questo scenario, per mantenere la competitività industriale sui mercati internazionali, la disponibilità di forza lavoro diventerà un vincolo critico. I robot intelligenti e l’AI fisica non saranno dei sostituti, ma dei veri e propri ‘colleghi digitali e artificiali’ capaci di integrare la forza lavoro mancante”.

Queste tecnologie aiuteranno a recuperare produttività?

“L’Italia soffre da oltre vent’anni di una stagnazione della produttività in numerosi settori industriali. La risposta a questa debolezza sta proprio nella capacità di adottare tempestivamente queste tecnologie, valorizzando sia l’AI fisica sia la mole di dati generata all’interno delle fabbriche. Il mio auspicio accorato è che le imprese italiane non rimangano indietro nell’integrazione di questa leva di competitività”.

L’esperienza del Competence Center MADE

Come si sta muovendo il Competence Center MADE su questo fronte e quali progetti state realizzando insieme alle imprese?

“La missione di un Competence Center è supportare le aziende nell’adozione delle tecnologie digitali, e per poterlo fare con autorevolezza dobbiamo sperimentarle e conoscerle noi stessi in prima persona. Presso la nostra struttura, nella sede del Politecnico a Milano Bovisa, abbiamo in dotazione due robot umanoidi e un quadrupede, che stiamo addestrando in scenari industriali reali”.

Addestrando in che modo?

“Ci stiamo focalizzando su attività di logistica interna, movimentazione dei materiali e processi di assemblaggio, testando l’inserimento di questi strumenti all’interno di ambienti di fabbrica esistenti, ovvero impianti che non erano stati originariamente progettati per ospitare tali tecnologie”.

E poi, in questo campo, cos’altro state sviluppando con MADE?

“A questo lavoro sulla robotica affianchiamo l’adozione dell’High Performance Computing, una tecnologia meno visibile sui media ma straordinariamente impattante. La disponibilità di un’elevata capacità di calcolo avanzato ci permette di sviluppare simulazioni estremamente complesse attraverso il Digital Twin, la replica digitale della fabbrica, dei macchinari o dei prodotti. Questo strumento consente di studiare e simulare preventivamente il comportamento degli impianti e delle operazioni – a costi molto ridotti rispetto alla progettazione classica –, permettendoci di guidare il futuro e progettare fabbriche notevolmente più produttive ed efficienti”.

Il nodo dell’integrazione: connettere l’autonomia operativa al sistema fabbrica

Nel lavoro quotidiano con le aziende, qual è il nodo, la criticità principale, che riscontrate nell’integrazione dell’AI e della robotica avanzata nei processi operativi?

“La principale difficoltà è rappresentata dall’integrazione informativa e di rete. Integrare un umanoide non significa soltanto dotarlo di sensori di visione per evitare gli ostacoli, ma significa farlo interagire e comunicare in modo fluido con l’intero ecosistema della fabbrica. A differenza di una tradizionale macchina a controllo numerico, che possiede un PLC a bordo ed è programmata fin dall’inizio per scambiare flussi informatici, l’umanoide è progettato per muoversi in maniera indipendente. Proprio a causa di questa sua autonomia nativa, rischia di risultare ‘sordo e cieco’ rispetto ai segnali informativi provenienti dagli altri sistemi aziendali”.

Come si deve procedere?

“Se per assegnare un compito a un robot dobbiamo ricorrere al comando vocale umano, il sistema non è realmente automatizzato. Dobbiamo invece ricollegare l’umanoide alla rete informatica aziendale, permettendogli di scambiare dati digitali direttamente con il sistema supervisore e gestionale di fabbrica, rendendolo un nodo contestualmente connesso al resto dell’impianto e dei flussi di produzione”.

Milano come capitale dell’AI: la regia unica con ZIS e Officina AI

Regione Lombardia ha appena deliberato l’approvazione della candidatura di Milano a ZIS – Zona di Innovazione e Sviluppo – per l’AI, promossa da Assolombarda e che avrà MADE come capofila e Hub. Qual è il significato strategico di questo progetto per il territorio e per il Competence Center?

“L’integrazione e la collaborazione sono la chiave del successo territoriale. Quando Assolombarda ci ha chiesto la disponibilità a fare parte del progetto della ZIS su intelligenza artificiale e Officina AI, abbiamo risposto con grande entusiasmo e orgoglio. È un importante riconoscimento per la qualità del lavoro svolto in questi anni dal Competence Center. Nel territorio lombardo i soggetti della ricerca e dell’innovazione applicano da tempo, in modo spontaneo e bottom-up, il cosiddetto ‘metodo Milano’, basato su una collaborazione naturale tra attori diversi. La ZIS fornisce un’ulteriore spinta e una regia strategica unitaria”.

In che modo lo farà?

“L’iniziativa si inserisce in un ecosistema già straordinariamente ricco e operativo, che comprende il progetto ForgIA di Assolombarda per lo scambio dei dati, la testing and experimentation facility europea AI Matters ospitata da MADE, e le attività di ricerca del Politecnico di Milano, che coordina uno dei progetti flagship della Commissione Europea sull’AI nel manufacturing, che si chiama Euro-FMX. L’obiettivo condiviso è consolidare Milano come una delle capitali mondiali dell’intelligenza artificiale”.

L’innovazione che diventa pratica quotidiana

Quale sarà il contributo di MADE in particolare?

“Lo porteremo partendo da ciò che sappiamo fare: dalla nostra fabbrica dimostrativa, dove le aziende possono vedere in azione le tecnologie prima ancora di investire; dagli ambienti di sperimentazione protetti, come quelli del nodo italiano di AI Matters, che coordiniamo; dai percorsi di formazione costruiti sui fabbisogni delle imprese”.

Perché un progetto di questo tipo è importante?

“Tutto ciò è di estrema importanza, perché nessuna tecnologia, tanto meno l’AI, si rivela utile senza persone in grado di governarla e senza contesti in grado di abilitarla. Con Assolombarda, gli atenei coinvolti e tutti i partner, il nuovo programma di sviluppo Officina AI ha le carte in regola per diventare il luogo in cui l’innovazione smette di essere una promessa e diventa pratica quotidiana delle fabbriche del territorio”.