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Genova (Italia), 15 giugno 2022 – I ricercatori dell’IIT-Istituto Italiano di Tecnologia e dell’INAIL (Autorità italiana per l’indennizzo dei lavoratori) hanno progettato e realizzato prototipi innovativi di esoscheletri robotici indossabili per uso industriale che contribuiranno a far funzionare il settori industriali e manifatturieri più sicuri. Per mezzo dei loro motori elettrici e algoritmi di intelligenza artificiale, questi dispositivi robotici indossabiliassisterà i lavoratori, uomini e donne, impegnati nelle mansioni fisicamente più impegnative, riducendo notevolmente lo sforzo richiesto fino al 40% e abbassando la percentuale di infortuni sul lavoro e malattie professionali croniche. I ricercatori stanno iniziando a testare i prototipi in scenari reali e stanno pianificando di svilupparli ulteriormente per raggiungere il livello tecnologico necessario per portarli sul mercato in pochi anni.
In Italia le malattie professionali a carico dell’apparato locomotore risultano essere le più frequenti sul luogo di lavoro: il 68% delle malattie professionali denunciate all’INAIL sono legate all’apparato locomotore. Inoltre, di questa percentuale, la quota maggiore (circa il 41%) riguarda la colonna vertebrale.
I ricercatori di IIT e INAIL stanno lavorando insieme per trovare soluzioni che possano aiutare i lavoratori nel prossimo futuro. Hanno ideato e realizzato nuove tecnologie robotiche indossabili: la prima, denominata XoTrunk , fornisce supporto per la parte bassa della schiena; il secondo, XoShoulder, prende di mira le spalle; e il terzo, XoElbow, rinforza i gomiti. I ricercatori sono stati in grado di studiare la distribuzione delle forze e lo sforzo eccessivo del corpo mentre i lavoratori svolgono compiti specifici. Utilizzando queste informazioni, il design degli esoscheletri aveva lo scopo di rispondere a tali sollecitazioni, limitando le possibili malattie muscoloscheletriche. Allo stesso tempo, i ricercatori hanno studiato l’interazione tra il corpo umano ei tre esoscheletri, acquisendo importanti informazioni che consentiranno di migliorare i prototipi e renderli pronti per il lancio sul mercato.
I tre prototipi sono nati nell’ambito del progetto “Collaborative Cybernetic Systems” realizzato dal team di ricerca XoLab dell’IIT (Wearable Robots, Exoskeletons and Exosuits Laboratory) guidato da Jesús Ortiz , con la collaborazione e il supporto del Dipartimento INAIL di Innovazione Tecnologica e Sicurezza delle Piante , Prodotti e Installazioni Antropiche guidate da Carlo De Petris.

CREDITO: IIT-Istituto Italiano di Tecnologia
XoTrunk è stato progettato per ridurre lo sforzo delle azioni ripetitive di sollevamento del carico per pesi fino a 20 kg, e più in generale è dedicato a tutti quei lavori che potrebbero affaticare la schiena dell’operatore. Inoltre, è l’unico dispositivo nel suo genere in grado di fornire anche supporto per le operazioni di traino, molto comuni nel settore della logistica. L’esoscheletro, del peso di 6,5 kg, è dotato di due motori elettrici con una potenza complessiva di 200 Watt e una coppia di 30 N/m ciascuno. XoTrunk può essere utilizzato anche in sinergia con XoKnee, un esoscheletro morbido che si collega al robot e offre all’operatore un supporto ancora maggiore durante le attività ripetitive di sollevamento del carico.
XoShoulder è stato sviluppato per soddisfare le esigenze delle persone che sforzano le spalle nel corso del loro lavoro quotidiano. Lo scenario tipico è quello di un’officina meccanica in cui gli operatori lavorano sotto i veicoli posti sugli ascensori per auto, essendo soggetti ad affaticamento alle spalle perché devono tenere per periodi prolungati utensili pesanti sopra il livello delle spalle. Il prototipo, che pesa circa 7,7 kg ed è dotato di due motori da 70 watt con coppia di 12 N/m ciascuno, rappresenta attualmente un design unico dal punto di vista meccatronico e di controllo per quanto riguarda i dispositivi robotici attivi per il supporto della spalla.
XoElbow è un prototipo che aiuta a sollevare pesi vicino al corpo dell’operatore. Un esempio della sua applicazione potrebbe essere il sollevamento di pneumatici pesanti mentre vengono montati su un’auto su un ascensore per autoveicoli. È dotato degli stessi motori di XoShoulder e pesa circa 7 kg. Analogamente a XoShoulder, questo dispositivo presenta caratteristiche uniche nel campo degli esoscheletri.
Tutti e tre i robot indossabili sono realizzati in tecnopolimeri e leghe di alluminio, solitamente impiegati per applicazioni aerospaziali, e sono progettati per i principali contesti industriali in cui è probabile che gli operatori, sia uomini che donne, sottopongano a uno stress eccessivo i loro sistemi muscolo-scheletrici: produzione, manutenzione, trasformazione alimentare, logistica, edilizia e agricoltura.
Questi prototipi sono stati progettati per soddisfare le esigenze di uomini e donne sul posto di lavoro, utilizzando algoritmi di intelligenza artificiale per fornire l’assistenza adeguata in base al tipo di lavoro e al modo in cui viene svolto. Un’altra caratteristica comune a tutti questi dispositivi e fondamentale per questo tipo di apparecchiature, è la “trasparenza”. I robot, infatti, non devono ostacolare o limitare la mobilità, ma entrare in funzione solo per le mansioni più impegnative, fornendo supporto all’apparato muscolo-scheletrico dei lavoratori.
Allo stato attuale, XoTrunk è in fase di test iniziale presso aziende selezionate per prove sul campo e, attraverso un progetto di start-up di IIT (Proteso) avviato quest’anno, è prevista la sua immissione sul mercato nei prossimi mesi. XoElbow e XoShoulder inizieranno i test di scenari di vita reale nei prossimi mesi e si prevede che potrebbero essere disponibili sul mercato nei prossimi anni.
Le loro applicazioni pratiche includono senza dubbio le officine di riparazione auto. Infatti, per i primi test preliminari sul campo dei dispositivi, il team di ricerca IIT ha avuto l’opportunità di collaborare con la concessionaria ufficiale di vendita e assistenza Mercedes-Benz Novelli 1934 Srl, parte del Gruppo Biauto con sede a Genova (Italia). L’azienda valuterà il futuro coinvolgimento del proprio personale nella fase di test dei robot indossabili.