Diapositiva 1 - ENEA (Bologna)

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Diapositiva 1 - ENEA (Bologna)
FUS-Robotica
I Mercati della Robotica
Ed altro …
FUS-Robotica
FUS-Robotica
Qualche informazione per entrare nel vivo
La parola robot deriva dal ceco robota(*). Il termine è stato introdotto nel
1920 dal drammaturgo cecoslovacco Karel Capek per indicare gli automi
(organici) protagonisti del suo dramma R.U.R. (Rossum's Universal Robots),
che si rivoltavano contro l'uomo che li sfruttava. La diffusione
dell'espressione è dovuta poi alla lingua inglese. Il primo robot industriale fu
prodotto nel 1961 negli Stati Uniti dalla Unimation Inc.
* Durante il periodo feudale, il termine indicava i due o tre giorni di lavoro alla settimana che i
contadini erano obbligati a fare nelle terre del feudatario senza essere pagati. Anche in epoche
successive, robota continuò ad essere utilizzato per indicare del lavoro non volontario, mentre
le giovani generazioni ceche e slovacche usano robota per indicare un'attività noiosa o poco
interessante.
FUS-Robotica
System engineering
Mechanical engineering
Tecnologia
World Perception
Artificial Intelligence
Control science
Sensing engineering
Robotica
Scienza o
ingegneria?
Dependability
Advanced
Mathematics
Human-Robot
connection
Tecnologia
Material engineering
Informatics
Electronics
FUS-Robotica
Robotica
come
tecnologia pervasiva
Applicazioni robotiche
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Sistemi di guida e pilotaggio
(es: F1 – aerei)
Chirurgia avanzata
(endoscopi, telechirurgia)
Domotica
Telecomunicazioni
(satelliti)
Sistemi di produzione
non industriale
Sistemi di servizio
AIBO
Sistemi d’arma
Spazio
(Esplorazione di Marte)
Sistemi di produzione
industriale
Aspetti della vita comune
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Automobile
Cure e Assistenza
Casa
Telefono
Cantieri
Benzinai
Bambini
Fabbriche
Esercito
Spazio
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Si, ma come campo industriale
E’ importante per l’Italia?
Perche’?
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E’ importante perche’ …
…perche’ siamo, ancora, il quarto produttore mondiale
di sistemi automatici
…perche’ siamo il quarto paese consumatore
di sistemi automatici
…perche’ le prospettive di questa industria
potrebbero essere non minori di quella
automobilistica
…perche’, al contrario di molte altre tecnologie, non
richiede colossali investimenti in infrastrutture che
non esistono
…perche’ non abbiamo ancora perso il treno (ma
stiamo per perderlo)
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Vediamo allora un po’ di dati
E’ la parte piu’ noiosa,
Ma serve anche questo
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Il grafico sopra è uno i quelli annualmente elaborati dall’UNE/CE per la robotica
industriale e mostra la divaricazione della forbice tra il lavoro in grado di essere
svolto da un robot industriale ed il suo costo.
Questa forbice si riferisce in particolare alla situazione italiana. Per altri Paesi con
differenti dinamiche economiche il costo si è abbassato anche al di sotto del 20%
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Da queste statistiche UNECE appare come la penetrazione dei robot nell’industria
italiana è comunque altissima, la seconda al mondo dopo la Germania. Non viene
riportato il Giappone in quanto il valore noto di quest’ultimo Paese (890 robot *
10000 addetti) include ogni tipo di sistema d’automazione e non solo i robot
industriali
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Stessi dati, ma con maggiore dettaglio. Il Giappone e’ sempre al primo posto
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Bene, quindi siamo un mercato notevole, il terzo al mondo come
densita’ ed il quarto in termini assoluti
Ma la produzione?
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Caratteristiche della produzione italiana
2003-2004
(sorgente UCIMU)
I dati sono disponibili in forma aggregata e qualitativa:
L’italia e’ ancora oggi il quarto produttore mondiale
La produzione e’ stata in fase di flessione con ripresa nel 2004
(un fenomeno mondiale, l’Italia si e’ dimostrata pero’
molto piu’ sensibile di altri piu’ diversificati)
Le caratteristiche prevalenti sono quelle dell’integratore di sistema
Gli sviluppatori di tecnologia sono limitati a settori molto specifici
L’innovazione tecnologica e’ relativamente limitata
La produzione tende a spostarsi in modo crescente verso paesi a
basso costo della manodopera
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Ampiezza del mercato
(sorgente UCIMU)
Per quanto di rilievo in termini relativi i mercati attuali della robotica sono di
dimensioni limitate sui valori assoluti. Per la produzione italiana parliamo di
5000 robot anno
350 Meuro
I dati sono del 2003 con una flessione di circa il 5% sull’anno precedente.
Nel 2004 una ripresa si e’ fatta sentire riportando la produzione quasi sui
livelli dell’anno 2002 e sembra destinata a consolidarsi.
L’intero comparto, che impiega 32000 dipendenti, include anche tutta
l’automazione e le macchine utensili per un valore complessivo di circa
4000 Meuro
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I Mercati futuri
Alcune considerazioni preliminari
Nonostante la brillante posizione dell’Italia nel settore vanno fatte alcune
osservazioni:
a) L’importanza del settore nel complesso e‘ globalmente assai limitata
rispetto a grandi settori trainanti come l’auto, le telecomunicazioni,
l’energia
b) La caratterizzazione tecnologica nazionale non e’ di avanguardia. Piu’
che puntare a componentistica avanzata le ditte nazionali sono in
prevalenza integratori di prodotti stranieri, tipicamente giapponesi o
tedeschi
c) Esiste tuttavia una certa capacita’ imprenditoriale che punta su nuovi
prodotti e cerca di aprire mercati non ancora consolidati o addirittura
esistenti
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I robot di servizio costituiscono
una classe emergenti di sistemi
che copre un range di mercati
grandissimo, molto vasto anche in
termini finanziari. Noi ci limitiamo
qui alle macchine per i servizi in
posti pubblici, per la costruzione di
opere civili, per funzioni di
manutenzione di varia natura.
I sistemi di seguito presentati sono
industrializzati. Il motivo per cui
molti non sono ancora diffusi e’ per
lo piu’ legato ad aspetti ed a
strategie di marketing. Inoltre pochi
esempi saranno dati solo per dare
una sensazione delle potenzialita’.
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In forte espansione e’ pure il settore dei robot per la
chirurgia. Anche qui, nonostante le resistenze che ne
limitano l’uso nella maggior parte degli ospedali, le
macchine vengono impiegate in operazioni reali come
le operazioni cardiache a cuore aperto su pazienti
umani con percentuali di scarse complicanze superiori
(per ora) a quelle tradizionali
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Accompagnati ai sistemi
chirurgici vi sono molteplici
applicazioni di sostegno alla
terapia. Si tratta di un
campo ancora in fase di
sviluppo, ma prodotti di
mercato, come quello qui
illustrato sono gia’ disponibili
Robot per terapia fisica (Yaskawa)
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Robot per attivita’ ad alto rischio
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(HUDEM) Humanitarian Demining
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Rescue Robots
Robot per la Difesa
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Come sempre, la difesa e’ tra i primi
clienti di nuove tecnologie. Nonostante
la posizione non di prima linea degli
Stati Uniti nella tecnologia robotica, nel
settore degli armamenti cio’ non si
verifica. A destra un mezzo a guida
automatica destinato ad attivita’ di
sminamento tattico
A sinistra il “predator” un mezzo che e’
stato anche sulle cronache giornalistiche
per il suo ruolo nella guerra in Iraq (dove
e’ stato usato anche l’altro robot)
Carosello di robot
FUS-Robotica
FUS-Robotica
La maggior parte dei “prodotti” sopra riportati costituiscono rilevanti
realizzazioni tecnologiche ossia attivita’ intermedie tra la scienza e
l’ingegneria. La Robotica, come disciplina pervasiva e fortemente
sistemistica tra molteplici aree tocca infatti tutti e tre i livelli delle
nostra societa’:
•
L’ingegneria
•
La tecnologia
•
La scienza
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I Mercati
futuri
1
Quali ragioni per una scommessa
Perche’ molti dei nuovi mercati sono superiori agli attuali di ordini di grandezza
Perche’ l’Italia dispone delle infrastrutture di base e tecnologiche per
affrontarli, situazione rara in altri campi
Perche possono fertilizzare nuove risorse produttive o nuove ricchezze
Perche’ possono contribuire alla risoluzione di molti problemi della societa’
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Quale strategia per l’ENEA?
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Le linee storiche
Robotica per ambienti ostili
Robotica per ambienti non strutturati
La tendenza
Massimizzare il trasferimento verso l’industria
Puntare verso i grandi mercati
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Una proposta
La Robotica per l’assistenza alla persona
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La robotica per l’assistenza alla persona costituisce ad un tempo
la massima sfida scientifica e il massimo mercato raggiungibile, di
dimensioni comparabili a quello automobilistico, delle
telecomunicazioni o dei computers.
La sfida scientifica:
intelligenza artificiale
rappresentazione del mondo
scienza dell’apprendimento
“human connection”
Il mercato:
il robot personale
le funzioni di assistenza ai disabili
le funzioni di sorveglianza
la “home robotics”
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Home Service Robots
NEC
Toshiba
Fujitsu
Information Service Robots
Vacuum Cleaner Robots
Paro (AIST)
Home Service Robots
Roomba, uno dei piu’ noti aspirapolvere
robotizzati sul mercato. Prodotto dalla
Irobot negli Stati Uniti e’ uno degli spin-off
del MIT
PackBot
IRobot punta anche ai settori del militare
(antiterrorismo, scout, demining) come la
maggior parte degli attuali operatori del
Settore ed alla microrobotica.
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Home Service Robots
Orazio e’ l’unico robot per
pavimenti prodotto da una
ditta italiana, la Zucchetti.
Diretto competitor dei
sistemi stranieri presentati
su queste diapositive ed in
particolare sulla prossima.
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Home Service Robots
Il robot “trilobite” della Electrolux.
Come Roomba ed Orazio e’
regolarmente in commercio,
anche in Italia. Ha un’ autonomia
di un’ ora e si ricarica in 2 e
contiene fino a circa 1 litro di
polvere.
… la ditta sostiene che elimina
fino al 75% del lavoro …
Spunti
Quali i limiti?
Come funziona e perche’ bisogna
fare ancora ricerca?
E’ importante per la robotica?
FUS-Robotica
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Innumerevoli sono poi le realizzazioni in
forma umanoide gia’ operative. In queste
foto ne vediamo solo alcune e solo dal
giappone, il Paese che ha fatto lo sforzo
maggiore
SDR-3X (SONY)
Toyota
WABIAN
(Waseda Univ.)
H7
(Univ. of Tokyo)
ASIMO (Honda)
HRP-2
(AIST/Kawada)
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Conclusioni
Quali lezioni?
1
La tecnologia dell’informatica, dei materiali ed il progresso dell’ingegneria
consentono oggi la realizzazione di piattaforme di moto estremamente
sofisticate.
Le prospettive migliori nel senso dei mercati, quelle che puntano alla
massima interazione con l’uomo, richiedono pero’ ricerca nel settore della
rappresentazione e gestione della conoscenza.
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Conclusioni
Quali lezioni?
2
I mercati che si possono aprire sono potenzialmente immensi. Ogni famiglia
di un paese di media industrializzazione sara’ in grado di possedere ed
usare uno o piu’ robot di costi paragonabili a quelli degli attuali PC.
L’applicazione non andra’ a concorrere con il mondo del lavoro, ma
con gli attuali elettrodomestici e in qualche caso (assistenza agli
anziani/disabili) a riempire nicchie applicative e sociali ora
praticamente vuote.
E’ presumibile (ed e’ stato previsto) che nel giro di circa 10 anni tale
mercato sara’ in piena esplosione, ma potrebbe accadere anche prima.
Molto dipendera’ dalle strategie industriali delle multinazionali.
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Conclusioni
Quali lezioni?
3
La nostra nazione possiede le risorse culturali ed economiche oltre alle
infrastrutture in grado di consentirle di competere con i maggiori paesi
mondiali in questo settore. L’Italia ha veramente le potenzialita’ per giocare un
ruolo di primo piano, ad esempio con le sue industrie di elettrodomestici.
A maggior ragione si potra’ competere perche’ il nucleo focale della nuova
robotica e’ nella percezione e nell’intelligenza piuttosto che sulla capacita’ di
realizzare macchine e sulle infrastrutture gia’ esistenti.
Questo pero’ non e’ automatico perche’ i nuovi mercati si giocheranno su un
livello di innovazione e prodotti della ricerca estremamente spinto e non si
puo’ contare sulla innovazione tecnologica introdotta dai produttori italiani che
e’ quasi inesistente anche in questo settore.
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Conclusioni
Quali lezioni?
4
Il mondo della ricerca in generale ed il settore pubblico debbono fare uno
sforzo per trascinare l’industria in questa direzione. Per poterlo fare occorre:
-
Creare nuovi posti per i giovani
Creare sinergie tra i piccoli gruppi di ricerca del settore, inadeguati ad
affrontare le sfide internazionali e a dare risposte VERE alla piccola
industria nazionale
Crederci!
CAMBIARE MENTALITA’ IN FRETTA E USCIRE DALLA ATTUALE
SITUAZIONE DI LETARGO DELLA RICERCA E’ FONDAMENTALE.