COS'É LA ROBOTICA?
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La robotica è la disciplina dell'ingegneria che studia e sviluppa metodi che permettano a un robot di eseguire dei compiti specifici riproducendo il lavoro umano. Anche se la robotica è una branca dell'ingegneria, più precisamente della meccatronica, in essa confluiscono approcci di molte discipline sia di natura umanistica, come linguistica, sia scientifica: biologia, fisiologia, psicologia, automazione, elettronica, fisica, informatica, matematica e meccanica.
La parola robotica proviene dal ceco robota, che ha il significato di "lavoro pesante" o "lavoro forzato".

TIPI DI UTILIZZO
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La scienza robotica, proprio in virtù della sua natura interdisciplinare, trova applicazioni in molteplici contesti; questo ha fatto sì che nascessero varie sotto-discipline fra le quali raramente esiste una netta linea di demarcazione.
Arte robotica: riguarda robot utilizzati sia per creare nuove forme di espressione artistica, sia per imitare e riprodurre le forme artistiche già esistenti. Ne sono un esempio i robot progettati per dipingere o per suonare uno strumento musicale leggendo in tempo reale uno spartito.
Domotica: ha come obiettivo l'automazione applicata all'ambiente domestico. Tra gli sviluppi a breve termine più interessanti ci sono le tecnologie di aiuto ai portatori di handicap mentali o fisici nella vita quotidiana in casa.
Microrobotica: si occupa dello studio e della diffusione di piccoli robot a basso costo utilizzati per scopi educativi o ludici.
Robotica biomedica: è un ramo della robotica molto vasto che comprende diversi tipi di robot; robot capaci di assistere il chirurgo durante le operazioni, radioterapia robotica, robot telecontrollati con tecnologie dette di telepresenza che permettono al chirurgo di operare a distanza. Rientrano nella categoria anche le sofisticate apparecchiature per analisi biologiche utilizzate nei laboratori.
Robotica degli sciami. Robotica di intrattenimento: si occupa delle tecnologie utilizzate nei parchi tematici, nei musei o negli effetti speciali cinematografici per intrattenere ed educare grandi quantità di pubblico; un esempio di utilizzo sono gli audioanimatroni spesso utilizzati per riprodurre le fattezze di personaggi fantastici o di specie animali oggi estinte come i dinosauri.
Robotica evoluzionistica: è una disciplina che, attraverso lo studio di algoritmi evolutivi, tenta di realizzare robot sempre più versatili in modo da rendere meno essenziale il supporto umano.
Robotica industriale: si riferisce a macchine che sostituiscono l'uomo in operazioni ripetitive. Il campo industriale è sicuramente quello in cui i robot hanno trovato maggiore diffusione: il loro impiego nelle catene di montaggio ha permesso alle aziende di abbattere notevolmente i costi accelerando e migliorando la produzione. Fra i robot più utilizzati dall'industria vi è il braccio robotico o robot manipolatore, costruito a imitazione del braccio umano, ma spesso dotato di più gradi di libertà: è una macchina molto versatile che si presta a svariate mansioni tra cui verniciatura, saldatura o montaggio. Interessante notare come questo tipo di macchine sia spesso utilizzata per produrre altri robot simili rendendo le speculazioni fatte dalla fantascienza sulle macchine autoreplicanti un discorso molto più vicino alla nostra quotidianità.
Robotica marina: si tratta di una branca in via di espansione per le numerose applicazioni di tipo industriale, principalmente legate al settore petrolifero, oppure scientifico, archeologico e militare.
Robotica militare: si riferisce in genere a robot utilizzati a scopi ispettivi. Anche se la fantascienza è ricca di riferimenti a robot utilizzati in ambito militare, attualmente questi sono utilizzati più che altro con scopi di ricognizione e vigilanza. Un esempio di queste applicazioni è quello degli aerei privi di equipaggio detti droni. Questo tipo di veicoli è sì controllato a distanza da personale apposito, ma in caso di emergenza può anche compiere diversi compiti in totale autonomia permettendo la ricognizione di teatri di guerra pesantemente difesi senza mettere a repentaglio vite umane. Altro esempio di robotica militare sono i robot artificieri che sono in grado, grazie al numeroso set di strumenti di cui sono muniti, di compiere analisi su un ordigno esplosivo ed eventualmente neutralizzarlo a distanza riducendo drasticamente i rischi per gli artificieri.
Robotica sociale: si propone di sviluppare tecnologie che rendano i robot sempre più capaci di interagire e comunicare con gli esseri umani in modo autonomo.
Robotica spaziale: è relativa alle applicazioni e all'impiego di robot fuori dall'atmosfera terrestre. Nonostante ciò, questo settore della robotica ha avuto ricadute e risultati utili anche in campi che esulano dalla ricerca spaziale. Esempi di questi robot sono le sonde esplorative impiegate in diverse missioni sui pianeti del sistema solare o il famoso braccio manipolatore dello Space Shuttle o quello di sembianze umane destinato alla ISS che verrà utilizzato in sostituzione degli astronauti nelle attività extraveicolari.
Robotica umanoide: si riferisce allo sviluppo e alla costruzione di robot con sembianze umane.
Telerobotica.
Competizioni robotiche: comprende tutte quelle applicazioni ludiche in cui dei robot vengono sviluppati e utilizzati per effettuare competizioni di qualunque tipo, per esempio giocare a calcio o effettuare una corsa automobilistica.
Robotica di controllo ed ispezione nel campo aeronautico per la verifica manutentiva degli aeromobili.

ROBOT
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Un robot è una qualsiasi macchina in grado di svolgere più o meno indipendentemente un lavoro al posto dell'uomo.
Nel linguaggio comune, un robot è un'apparecchiatura artificiale che compie determinate azioni in base ai comandi che gli vengono dati e alle sue funzioni, sia in base ad una supervisione diretta dell'uomo, sia autonomamente basandosi su linee guida generali, magari usando processi di intelligenza artificiale; questi compiti tipicamente dovrebbero essere eseguiti al fine di sostituire o coadiuvare l'uomo, come ad esempio nella fabbricazione, costruzione, manipolazione di materiali pesanti e pericolosi, o in ambienti proibitivi o non compatibili con la condizione umana o semplicemente per liberare l'uomo da impegni.
Un robot così definito dovrebbe essere dotato di connessioni guidate dalla retroazione tra percezione e azione, e non dal controllo umano diretto. L'azione può prendere la forma di motori elettromagnetici, o attuatori, che muovono un arto, aprono e chiudono una pinza, o fanno deambulare il robot. Il controllo passo-passo e la retroazione sono forniti da un programma che viene eseguito da un computer esterno o interno al robot, o da un microcontroller. In base a questa definizione, il concetto di robot può comprendere quasi tutti gli apparati automatizzati.
In alternativa, il termine robot viene usato per indicare un essere artificiale, un automa o androide, che replichi e somigli ad un animale (reale o immaginario) o ad un uomo. Il termine ha finito per essere applicato a molte macchine che sostituiscono direttamente un umano o un animale, nel lavoro o nel gioco. In questo modo, un robot può essere visto come un tentativo di biomimica. L'antropomorfismo è forse ciò che ci rende così riluttanti a riferirci a una moderna e complessa lavatrice, come a un robot. Comunque, nella comprensione moderna, il termine implica un grado di autonomia che escluderebbe molte macchine automatiche dal venire chiamate robot. Si tratta di una ricerca per robot sempre più autonomi, il che è il maggiore obiettivo della ricerca robotica e il motivo che guida gran parte del lavoro sull'intelligenza artificiale.
Le discipline coinvolte nella progettazione e realizzazione dei robot sono molteplici: robotica, cibernetica, meccanica, automatica, elettronica, meccatronica, informatica, intelligenza artificiale, ecc.
I robot attualmente utilizzati sono di fatto dei sistemi ibridi complessi costituiti da vari sottosistemi quali computer (es. microcontrollori) ovvero da una parte hardware elettronica opportunamente programmata tramite software che regola o controlla una parte meccanica costituita da servomeccanismi per l'esecuzione dei compiti meccanici desiderati; esistono moltissime tipologie di Robot differenti sviluppate per assolvere i compiti più disparati. Ormai è larghissimo l'impiego dei robot nell'industria metalmeccanica (es. catene di montaggio) e non solo. Si possono catalogare i robot in due macro categorie: "autonomi" e "non autonomi".
I robot "non autonomi" sono i classici robot utilizzati per adempiere a specifici compiti che riescono ad assolvere in maniera più efficace dell'uomo; alcuni casi sono i robot utilizzati nelle fabbriche con l'enorme vantaggio di poter ottenere una produzione più precisa, veloce ed a costi ridotti senza utilizzo o con ridotta manodopera umana; oppure i robot utilizzati per lavorare in ambienti ostili (ad esempio su Marte) o con sostanze tossiche; questi robot sono detti "non autonomi" poiché sono guidati da un software deterministico che fa eseguire loro il lavoro in modo ripetitivo (vedi automazione industriale) oppure sono direttamente pilotati dall'uomo.
Tra gli esempi di robot "non autonomi" gli ultimi esemplari introdotti nella catena di montaggio del modello Fiesta negli stabilimenti di Colonia in Germania della Casa automobilistica Ford. Già dall'agosto 2016 sono in fase di sperimentazione l'uso dei CO-BOTS robot collaborativi in grado di lavorare insieme agli operai della catena di montaggio.
I robot "autonomi" sono invece caratterizzati dal fatto che operano in totale autonomia ed indipendenza dall'intervento umano e sono in grado di prendere decisioni anche a fronte di eventi inaspettati. Questi Robot sono programmati solitamente con algoritmi che si rifanno a tecniche di intelligenza artificiale: algoritmi genetici, logica fuzzy, machine learning, reti neurali. I robot autonomi sono adatti a svolgere compiti in ambienti non noti a priori; tipicamente si tratta di robot mobili. Alcuni piccoli robot autonomi vengono utilizzati per il taglio dell'erba nei giardini e nelle pulizie domestiche: essi autonomamente decidono quando partire, dove tagliare/pulire e quando tornare alla base per ricaricarsi.
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). Massimi realizzatori di questo genere di robot sono stati Carlo Rambaldi e Stan Winston.
I Robot si dividono in 3 generazioni:
Prima generazione:Si definiscono così, i robot in grado semplicemente di eseguire sequenze prestabilite di operazioni indipendentemente dalla presenza o dall'intervento dell'uomo.
Seconda generazione:Questi robot hanno la capacità di costruire un'immagine (modello interno) del mondo esterno, di correggerla e perfezionarla continuamente. È 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.
Terza generazione: Hanno un'intelligenza artificiale. Questo robot è in grado di costruire nuovi algoritmi e di verificarne la coerenza da solo.