La robotica sta vivendo una rivoluzione senza precedenti, con aziende come Tesla, Honda, Xiaomi, Boston Dynamics, Kawasaki e Apptronik che investono nello sviluppo di robot umanoidi sempre più sofisticati. Questa corsa all’umanoide è un fenomeno globale, con Stati Uniti, Cina ed Europa in prima linea.
Robot umanoidi: il futuro è già qui, ma la strada è ancora lunga
Lo sviluppo di un robot umanoide è un’impresa complessa che richiede la convergenza di diverse discipline: elettronica, scienza dei materiali, IP&E (Interconnessioni, Passivi ed Elettromeccanici) e intelligenza artificiale. Coordinare team di esperti in queste diverse aree e far funzionare tutte le componenti tecnologiche all’unisono è una sfida non da poco.
Negli ultimi anni, i robot umanoidi hanno compiuto passi da gigante grazie ai progressi nelle tecnologie delle batterie, nei sensori e nelle telecamere avanzate, negli attuatori, nei PCB (Circuiti Stampati), nell’elettronica passiva e nelle interconnessioni, nei motori, nei dispositivi di memoria e negli algoritmi software avanzati, tra cui l’intelligenza artificiale. Questi progressi hanno reso i robot umanoidi più simili agli umani e affidabili, aprendo la strada a nuove applicazioni.
Si prevede che possano svolgere diverse attività in ambito produttivo, come l’assemblaggio di veicoli elettrici e la selezione di componenti. Inoltre, potrebbero essere impiegati in operazioni speciali pericolose per gli esseri umani e in lavori “sporchi” che le persone tendono a evitare. Nonostante i progressi compiuti, lo sviluppo dei robot umanoidi presenta ancora una serie di sfide tecniche che devono essere superate prima di assistere a una diffusione su larga scala.
Nonostante i progressi significativi, permangono sfide importanti. Il costo elevato di un robot umanoide ne limita l’accesso a grandi aziende, escludendo di fatto la maggior parte delle piccole e medie imprese e i privati. La complessità tecnologica di questi dispositivi richiede competenze specialistiche per l’integrazione efficiente e affidabile di tutte le componenti.
L’autonomia limitata, inoltre, costringe i robot umanoidi attuali a operare sotto stretta supervisione umana, limitandone l’applicazione in scenari complessi. Infine, la capacità di apprendimento, seppur in costante miglioramento, necessita di ulteriori sviluppi per consentire ai robot di adattarsi a nuove situazioni e svolgere compiti più vari.
Superare le sfide tecnologiche per un mondo automatizzato
I sensori tattili sono fondamentali per i robot umanoidi perché permettono loro di interagire con l’ambiente, riconoscere gli oggetti e manipolarli. Questi sistemi complessi integrano diversi tipi di sensori (forza, pressione, coppia, slittamento e temperatura) per raccogliere dati sull’ambiente circostante. Le informazioni raccolte vengono elaborate e utilizzate per guidare gli arti del robot nell’esecuzione di azioni specifiche, come afferrare un oggetto in base alla sua forma, rigidità e morbidezza. Questo processo di feedback dipende anche dall’intelligenza artificiale (AI) del robot, che elabora i dati sensoriali per prendere decisioni
I sensori tattili moderni sono sistemi sofisticati che combinano sensori multipli, pelli elettroniche flessibili, componenti IP&E (Interconnessioni, Passivi ed Elettromeccanici) e algoritmi di AI avanzati. Negli ultimi anni, la loro precisione è notevolmente migliorata, ma ci sono ancora margini di miglioramento. L’AI potrebbe svolgere un ruolo chiave in questo senso, ma anche i materiali utilizzati per i sensori devono essere sempre più sensibili.
Lo sviluppo di sensori tattili avanzati è essenziale per creare arti robotici più sofisticati, che possano emulare la destrezza e la sensibilità delle mani umane. La ricerca in questo campo è in continua evoluzione e promette di portare a robot umanoidi sempre più capaci e versatili. Il settore dei robot umanoidi è in fermento, con oltre 20 aziende in tutto il mondo impegnate nello sviluppo di sensori e sistemi per arti robotici. L’innovazione non manca, ma le tensioni geopolitiche potrebbero limitare la collaborazione internazionale e rallentare i progressi.
La sfida principale per il futuro dei robot umanoidi risiede nella capacità di integrare lo sviluppo dei materiali per i sensori con lo sviluppo e l’implementazione dell’AI. Non si tratta di un compito semplice, poiché il lato fisico presenta già una serie di fattori da considerare prima di aggiungere le complessità del software. Uno dei principali colli di bottiglia nell’approvvigionamento di robot umanoidi non è di natura tecnica, ma riguarda i componenti dell’attuatore, in particolare le viti a rulli planetari utilizzate negli attuatori lineari.
Queste viti sono fondamentali per il funzionamento degli arti robotici, in quanto sono in grado di sopportare carichi pesanti e garantire un’elevata precisione nei movimenti. Tuttavia, questi componenti sono costosi e la loro capacità produttiva è attualmente limitata rispetto alla futura domanda teorica. Ciò significa che sarà necessario aumentare la produzione e ridurre i costi per soddisfare le esigenze dell’industria dei robot umanoidi in futuro.
L’entità dell’aumento dell’offerta dipenderà da diversi fattori, tra cui la disponibilità di attrezzature di produzione specializzate, come le macchine per la rettifica ad alta precisione. Molti di questi strumenti sono forniti da Giappone ed Europa, quindi eventuali restrizioni all’esportazione/importazione potrebbero creare colli di bottiglia nell’offerta che potrebbero non essere globali, ma variare a seconda delle restrizioni all’importazione in diversi paesi e della disponibilità di know-how tecnico e competenze specialistiche nella creazione di questi componenti. La mancanza di talenti in alcune regioni potrebbe potenzialmente introdurre colli di bottiglia a livello locale.
Attualmente, la fornitura di viti a rulli planetari è limitata perché la maggior parte delle applicazioni sono di nicchia. Con la diffusione dei robot umanoidi, la produzione in serie di questi strumenti dovrebbe aumentare, contribuendo a ridurre i costi.
Conclusioni
Nonostante le sfide tecniche e di approvvigionamento ancora presenti, il futuro della robotica umanoide si prospetta roseo, con progressi significativi compiuti negli ultimi due anni. Goldman Sachs ha rivisto al rialzo le sue previsioni sul mercato globale dei robot umanoidi, stimando che raggiungerà i 38 miliardi di dollari entro il 2035, rispetto ai 6 miliardi previsti solo due anni fa. Questa revisione sottolinea l’impatto significativo dell’intelligenza artificiale e suggerisce che le stime attuali potrebbero essere ulteriormente superate con l’aumentare delle capacità dell’IA.
Oltre alla crescita del mercato, si registra una diminuzione dei costi dei componenti, con una riduzione di circa il 40% dal 2023, portando il costo della distinta base a 150.000 dollari a unità, rispetto ai 250.000 dollari di un anno fa. La maggiore disponibilità di componenti e l’ampliamento della catena di fornitura hanno già portato a una riduzione dei costi dei robot. Si prevede che il costo diminuirà ulteriormente con l’aumento della domanda, consentendo la produzione di milioni di unità umanoidi. Goldman Sachs stima che entro il 2031 potrebbero essere spediti 1 milione di robot umanoidi in tutto il mondo, con un anticipo di 4 anni rispetto alle stime precedenti, grazie ai progressi nell’intelligenza artificiale.
