La robotica industriale sta entrando in una nuova fase. Dopo decenni dominati da robot fissi, AGV e più recentemente AMR, sta emergendo una categoria di macchine capace di combinare mobilità, autonomia e capacità di operare in ambienti progettati per le persone: i robot quadrupedi dotati di ruote, spesso definiti più semplicemente cani robot con le ruote.

La loro caratteristica distintiva è l’architettura ibrida. Le quattro gambe consentono al robot di adattarsi alle irregolarità dell’ambiente, mentre le ruote permettono di muoversi rapidamente ed efficientemente sulle superfici regolari.

Questa combinazione apre scenari particolarmente interessanti nel manifatturiero, dove uno stabilimento può comprendere contemporaneamente pavimenti industriali, rampe, soglie, passaggi stretti, aree esterne e ambienti difficilmente raggiungibili con i tradizionali robot mobili.

Ma il punto più interessante per un’azienda non è il robot in sé. È ciò che può trasportare e fare mentre si muove autonomamente all’interno dello stabilimento.

Telecamere RGB e termiche, LiDAR, microfoni, sensori ambientali, scanner, strumenti di misura e persino piccoli manipolatori possono trasformare una piattaforma mobile in un sistema autonomo di ispezione, monitoraggio e raccolta dati.

Perché le ruote fanno la differenza ?

Un robot quadrupede tradizionale può superare ostacoli e muoversi su terreni complessi, ma utilizzare le gambe per ogni spostamento non è sempre la soluzione più efficiente.

In una fabbrica, gran parte dei percorsi è costituita da superfici relativamente regolari.

Un robot dotato di ruote può quindi correre sulle ruote quando il terreno lo permette e sfruttare la mobilità delle gambe quando incontra ostacoli, dislivelli o superfici più complesse.

Il risultato è un compromesso particolarmente interessante tra la velocità di un robot mobile e la flessibilità di un quadrupede.

I principali vantaggi per un’azienda manifatturiera

Maggiore mobilità.
Un’unica piattaforma può attraversare ambienti molto diversi senza richiedere necessariamente la modifica dell’infrastruttura dello stabilimento.

Velocità negli spostamenti.
Le ruote permettono di coprire rapidamente le distanze nelle aree con pavimentazione regolare, rendendo più pratiche attività di monitoraggio distribuite su stabilimenti di grandi dimensioni.

Accesso ad aree difficili.
Soglie, rampe, pavimentazioni irregolari e alcuni ostacoli che possono mettere in difficoltà un robot mobile convenzionale diventano più gestibili.

Autonomia operativa.
Integrando navigazione autonoma, sensoristica e sistemi di docking, il robot può eseguire missioni programmate e ripetitive con un intervento umano limitato.

Raccolta dati continua.
Il robot diventa una piattaforma mobile di sensoristica capace di acquisire immagini, temperature, rumori, misure ambientali e altri parametri in punti diversi della fabbrica.

Riduzione dell’esposizione delle persone ai rischi.
Ispezioni in ambienti caldi, rumorosi, difficilmente accessibili o potenzialmente pericolosi possono essere effettuate inizialmente dal robot, lasciando all’operatore gli interventi che richiedono effettivamente competenze umane.

Ed è proprio mettendo insieme mobilità, sensoristica e software che emergono i casi d’uso più interessanti.

10 casi d’uso dei cani robot con ruote nel manifatturiero

1. Ispezione autonoma degli impianti

Uno dei casi d’uso più immediati consiste nell’affidare al robot dei round di ispezione periodici.

Il robot può seguire percorsi prestabiliti all’interno dello stabilimento e fermarsi davanti a macchinari, quadri elettrici, pompe, compressori o altre apparecchiature.

Telecamere e sensori possono acquisire automaticamente dati e immagini in corrispondenza di specifici checkpoint.

Il vantaggio non consiste soltanto nell’automatizzare il giro dell’operatore, ma nel rendere l’ispezione ripetibile e documentabile: stesso percorso, stessi punti di osservazione, stessi parametri raccolti nel tempo.

2. Manutenzione predittiva attraverso termografia

Equipaggiando il robot con una telecamera termica, è possibile effettuare periodicamente scansioni di motori, quadri elettrici, cuscinetti, pompe e altri componenti.

L’obiettivo è individuare anomalie termiche prima che si trasformino in un guasto.

La vera opportunità nasce dalla storicizzazione dei dati. Se il robot osserva periodicamente lo stesso componente dalla stessa posizione, il software può confrontare le rilevazioni e identificare progressivamente variazioni anomale.

Il robot diventa così una componente mobile della strategia di predictive maintenance dello stabilimento.

3. Rilevamento di rumori e vibrazioni anomale

Molti problemi meccanici producono segnali riconoscibili prima del guasto: vibrazioni, fischi, attriti o variazioni nel rumore prodotto dalla macchina.

Dotato di microfoni e sensoristica specifica, il robot può effettuare rilevazioni durante i propri round.

Algoritmi di analisi possono confrontare il comportamento rilevato con quello normalmente associato alla macchina e segnalare eventuali anomalie.

L’approccio è particolarmente interessante perché permette di trasformare quello che spesso dipende dall’esperienza dell’operatore — “questa macchina oggi ha un rumore diverso” — in un processo di monitoraggio più strutturato.

4. Lettura automatica di strumenti analogici

Non tutti gli impianti industriali sono completamente digitalizzati.

All’interno delle fabbriche esistono ancora numerosi manometri, indicatori, display e strumenti che richiedono una lettura visiva.

Un robot dotato di telecamera può raggiungere periodicamente questi punti e utilizzare sistemi di computer vision per acquisire automaticamente i valori.

Questo permette di digitalizzare una parte del processo senza dover necessariamente sostituire immediatamente ogni apparecchiatura esistente.

È un caso interessante soprattutto negli stabilimenti con macchinari eterogenei o con una lunga vita operativa.

5. Individuazione di perdite e anomalie

Una perdita di acqua, olio, aria compressa o altri fluidi può generare costi, inefficienze e rischi.

Equipaggiato con la sensoristica appropriata, il robot può percorrere periodicamente le aree produttive alla ricerca di segnali riconducibili a possibili perdite.

Telecamere, sensori acustici, termici o ambientali possono essere combinati per identificare situazioni anomale.

Il vantaggio principale è la possibilità di aumentare la frequenza dei controlli senza aumentare proporzionalmente il numero di ispezioni manuali.

6. Controllo delle condizioni di sicurezza

Durante i propri percorsi, il robot può verificare anche alcune condizioni relative alla sicurezza dello stabilimento.

Attraverso computer vision può, ad esempio, individuare vie di passaggio o uscite ostruite, oggetti lasciati in aree non previste, porte aperte o altre condizioni visivamente riconoscibili.

Non significa sostituire il responsabile della sicurezza, ma fornirgli uno strumento capace di effettuare controlli frequenti e generare segnalazioni corredate da immagini, posizione e timestamp.

Il robot diventa quindi una sorta di sensore mobile dello stabilimento.

7. Monitoraggio ambientale

Temperatura, umidità, qualità dell’aria, concentrazione di determinati gas, polveri e altri parametri ambientali possono essere misurati attraverso sensori installati sul robot.

Rispetto ai sensori fissi, una piattaforma mobile introduce una possibilità interessante: costruire una mappa dinamica delle condizioni ambientali dello stabilimento.

Il robot può rilevare lo stesso parametro in decine o centinaia di punti durante una singola missione.

Questo può aiutare a identificare zone caratterizzate da temperature anomale, accumuli di sostanze o condizioni ambientali non uniformi.

8. Digitalizzazione e aggiornamento del Digital Twin

I robot mobili possono diventare anche strumenti per mantenere aggiornato il modello digitale dello stabilimento.

Dotati di LiDAR, telecamere e altri sensori, possono acquisire periodicamente informazioni sull’ambiente e confrontarle con la rappresentazione digitale esistente.

In questo modo diventa possibile individuare cambiamenti nella disposizione degli spazi, nuovi ostacoli o modifiche apportate agli impianti.

Il concetto è particolarmente interessante negli stabilimenti che cambiano frequentemente configurazione: il robot non utilizza semplicemente il Digital Twin, ma contribuisce ad alimentarlo con nuovi dati provenienti dal mondo fisico.

9. Telepresenza per tecnici ed esperti

Non tutte le anomalie possono essere interpretate automaticamente.

In alcuni casi è necessario l’intervento di un tecnico specializzato, che potrebbe però trovarsi in un altro stabilimento o addirittura in un altro Paese.

Il robot può diventare uno strumento di telepresenza industriale.

Un esperto remoto può osservare l’impianto attraverso le telecamere del robot, richiedere differenti punti di vista e analizzare il problema senza essere immediatamente presente sul posto.

In aziende caratterizzate da molti stabilimenti, questo scenario può aiutare a utilizzare in maniera più efficiente competenze tecniche rare e altamente specializzate.

10. Intervento in aree potenzialmente pericolose

Uno degli scenari più significativi riguarda gli eventi anomali.

Un allarme proveniente da una determinata area può richiedere una verifica prima di consentire l’accesso a una persona.

Il robot può essere inviato come prima unità di ricognizione, raccogliendo immagini, video, dati termici e informazioni provenienti dai sensori ambientali.

Un operatore può così valutare la situazione da remoto prima di decidere come intervenire.

In questo scenario il valore della piattaforma non è semplicemente l’automazione: è la possibilità di separare la raccolta iniziale delle informazioni dall’esposizione fisica dell’operatore al potenziale rischio.

Dal robot mobile alla piattaforma intelligente di fabbrica

Il vero potenziale dei cani robot con ruote emerge quando smettiamo di considerarli semplicemente come macchine capaci di muoversi autonomamente.

Il robot può diventare il punto di contatto mobile tra mondo fisico e sistemi digitali aziendali.

Durante una missione può acquisire dati; sistemi di computer vision e AI possono interpretarli; una piattaforma software può confrontarli con lo storico; un’anomalia può generare automaticamente un alert o una richiesta di intervento.

L’integrazione con sistemi come MES, CMMS, piattaforme IoT, Digital Twin e sistemi di manutenzione può quindi essere persino più importante delle caratteristiche meccaniche del robot.

Immaginiamo, ad esempio, una missione notturna.

Il robot percorre autonomamente lo stabilimento. Davanti a un motore acquisisce un’immagine termica. Il sistema rileva una temperatura significativamente diversa rispetto allo storico. L’anomalia viene associata automaticamente all’asset corrispondente e inviata al sistema di manutenzione affinché venga verificata.

A quel punto non stiamo più parlando semplicemente di un cane robot.

Stiamo parlando di un sistema autonomo di monitoraggio della fabbrica.

Dove si trova il valore per l’impresa?

Per un manager, la domanda fondamentale non dovrebbe quindi essere “Quanto è avanzato questo robot?”, ma piuttosto:

quale processo industriale possiamo rendere più frequente, sicuro, misurabile o efficiente grazie alla mobilità autonoma?

I casi d’uso più promettenti sono generalmente quelli caratterizzati da quattro elementi:

• attività ripetitive;
• percorsi distribuiti nello stabilimento;
• necessità di raccogliere informazioni;
• presenza di attività a basso valore aggiunto o di condizioni potenzialmente rischiose per le persone.

In questi scenari, il cane robot con ruote può rappresentare qualcosa di diverso dal tradizionale robot industriale.

Non necessariamente un sostituto dell’operatore, ma un collega digitale mobile incaricato di osservare continuamente la fabbrica, raccogliere informazioni e portare l’attenzione delle persone dove è realmente necessaria.

Ed è probabilmente questa la prospettiva più interessante per il manifatturiero: passare da una fabbrica piena di sensori fissi a una fabbrica nella quale una parte della sensoristica è anche autonoma, intelligente e capace di muoversi.