Riassunto analitico
Negli ultimi anni si è sentito molto parlare di Industria 4.0, termine che si riferisce al processo di innovazione che porta un comune impianto industriale ad un livello successivo, rinnovandosi in una fabbrica intelligente (Smart Factory).
Questa nuova era industriale è caratterizzata da una maggiore interconnessione tra le macchine, l'automazione avanzata e l'utilizzo dei dati per prendere decisioni basate su algoritmi intelligenti ed i robot hanno un peso significativo nel migliorare l'efficienza, l'automazione e la flessibilità dei processi industriali.
I punti chiave sull’utilizzo dei robot nell’Industria 4.0 sono sicuramente l’automazione dei processi, la collaborazione uomo-robot, monitoraggio e manutenzione predittiva, flessibilità e riadattamento, sicurezza dei lavoratori.
L'utilizzo dei robot nell'Industria 4.0 consente di migliorare l'efficienza, la produttività e la qualità, nonché di ridurre i costi e minimizzare i rischi associati a determinate attività industriali.
In questo lavoro, trattando con particolare interesse l’emozione che prova l’operatore, e quindi l’interazione che vi è tra uomo e robot, si avrà a che fare con particolari robot, chiamati robot collaborativi, o cobot. Sono macchine ideate per collaborare con l’uomo in uno spazio di lavoro comune; quindi, termini come la sicurezza risultano fondamentali per la progettazione di questi, ma sono anche gli stessi che vanno a limitare le prestazioni del robot in termini di velocità e payload.
In questo progetto si vuole mettere al centro dell’attenzione l’emozione che prova l’operatore quando il robot compie determinati movimenti e variare i parametri della macchina di conseguenza.
Per riconoscere le emozioni si è sfruttatata l’acquisizione dell’immagine tramite camera e l’analisi di qeuste immagini tramite Python, un linguaggio di programmazione di alto livello, orientato a oggetti, e sfruttando particolari librerie di riconoscimento facciale, Mediapipe in questo caso, e riconoscimento emotivo, VGGNet, una particolare tecnologia di scomposizione dell’immagine in parti utili all’analisi dell’emozione ed in grado di paragonare questa parte con un database esistente.
Riconosciuta l’emozione dell’operatore, bisognava legare questa variabile ai parametri del robot. Il software sfruttato per fare questo è ROS (Robot Operating System) che è un insieme di framework per lo sviluppo e la programmazione di robot. Questo software è stato molto utile sia per la simulazione del robot sia per interfacciarsi direttamente con la macchina.
Il robot collaborativo utilizzato per effettuare gli esperimenti è l’UR10e, robot collaborativo della Universal Robot, con una capacità di carico di 12.5 kg e un raggio d’azione di 1300 mm.
L’obiettivo principale di questo lavoro è il riconoscimento dell’emozione dell’operatore e, una volta riconosciuta questa, muovere il robot di conseguenza, cercando di far sentire l’operatore “a proprio agio” riducendo i parametri fondamentali di movimento della macchina; si vuole quindi dare importanza a come l’operatore si sente in quel momento, come percepisce la presenza della macchina, e far adattare la macchina all’uomo, in modo tale che questi possano collaborare reciprocamente in maniera sicura ed efficiente.
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