Avete presente il cane-robot di Boston Dynamics? Al competence center Bi-Rex di Bologna gli stanno insegnando l’italiano. Anzi, lo hanno già fatto, integrando nel software di controllo ChatGpt 4.0. L’operatore, in linguaggio naturale, può indicare al robot le azioni da svolgere, e questo, per esempio, consente di dare missioni alla macchina quando sta operando in un ambiente in cui l’uomo non può entrare, e anche di formulare domande ottenendo risposte. «Stiamo testando l’IA generativa applicata a tutto il manifatturiero, lavorando sul paradigma dell’interazione uomo-macchina», ci spiega il direttore generale Stefano Cattorini. Per implementare le nuove tecnologie, fra cui l’IA generativa ma non solo, il competence center ha investito 3,5 milioni di euro, che si aggiungono ad altri investimenti, ad esempio, in capitale umano. Da gennaio a oggi sono state assunte 16 nuove persone. E nel giro di meno di un anno, da maggio 2023 a marzo 2024, Bi-Rex ha completamente assorbito il finanziamento ministeriale di 4,8 milioni di euro destinati all’erogazione di servizi alle imprese per il trasferimento tecnologico. Dettaglieremo più avanti tutte le attività che sono state sviluppate e sono tuttora in corso di realizzazione, ma il punto fondamentale è che c’è stata, negli ultimi due anni, una forte accelerazione determinata dal Pnrr. «Oggi siamo in 40, a fine 2022 eravamo in 10», sottolinea Cattorini. «Siamo ormai una realtà credibile, ben conosciuta dall’ecosistema delle imprese. E le opportunità che il Pnrr offre alle aziende, attraverso noi che facciamo da soggetti attuatori, avvicinano in particolare le pmi. Un conto è fare progetti di ricerca e sviluppo, e doverli rendicontare con tutte le complessità che questo comporta. Altra cosa è venire da noi, e pagare magari il 20% del progetto, con il vantaggio che ci occupiamo anche di tutta la parte amministrativa e burocratica».
L’agevolazione a cui il direttore del competence center si riferisce è prevista dal meccanismo dei bandi del Pnrr, i cui finanziamenti consentono anche lo sconto in fattura su una serie di servizi erogati daii centri di trasferimento tecnologico.
Il Piano nazionale di ripresa e resilienza ha riservato in tutto 350 milioni di euro al trasferimento tecnologico, di cui 113,4 milioni destinati agli otto competence center che sono stati istituiti dal primo Piano Industria 4.0. A Bologna, in particolare, sono arrivati circa 18 milioni di euro, di cui 3,5 sono andati a finanziare il potenziamento della linea pilota, che si potrebbe definire il fiore all’occhiello della struttura. Una vera e propria linea di produzione super-tecnologica, a disposizione delle imprese per una delle attività centrali del competence center, il test before invest, divisa in quattro macro aree: additive manufacturing, smart manufacturing, robotica e automazione, big data e IoT. L’IA è una delle tecnologie su cui maggiormente si sono concentrati questi investimenti, con le nuove funzionalità di interazione uomo-macchina, e non solo. In una macchina a controllo numerico per la tornitura e fresatura per lavorazioni di manifattura sottrattiva vengono registrati i suoni per abilitare funzionalità di manutenzione predittiva e anche di formazione degli operatori. I sistemi di visione dei robot collaborativi vengono implementati per rendere sempre più fluido l’handling degli oggetti.
Un’altra novità è rappresentata dall’apertura di una sede nel capoluogo siciliano, grazie alla collaborazione con l’Università di Palermo: per ora è “solo” un ufficio, che stabilisce un ponte con le imprese del Mezzogiorno, ma in futuro c’è l’intenzione di portare anche macchinari e tecnologie. Approfondiamo tutti questi elementi con gli spunti forniti nel corso dell’open day “Beyond the Horizon”, alla presenza del presidente del competence center, Domenico Bambi, del direttore generale, Stefano Cattorini, e del responsabile tecnico della linea pilota, Francesco Meoni.
Con l’IA nuove interazioni con i cobot in linguaggio naturale: il training del cane-robot di Boston Dynamics e del veicolo a guida autonoma Mir
«L’IA in manifattura c’è da anni e noi la stavamo già adottando», ci spiega Cattorini. «Pensiamo a tutto il sistema visuale per monitorare errori e qualità produttiva. Ma quello che l’IA generativa sta aggiungendo è la possibilità di una più efficace interazione uomo-macchina. Pensiamo a un monitoraggio anticipato della qualità di produzioni lunghe o complesse come l’additive. O alla possibilità per l’uomo di dare al robot nuove missioni interattive in tempo reale».
Il cane-robot di Boston Dynamics e un robot mobile a guida autonoma Mir sono stati integrati con un large language model. Questo consente innanzitutto di far eseguire alle macchine determinate azioni in risposta a comandi vocali. Funziona così: il comando vocale viene trasformato in testo, passato al Llm, che in questo caso è ChatGpt 4, in grado di interpretare il linguaggio abbinandolo alla parte di codice da mandare in esecuzione al robot, che esegue il comando. Ma è anche possibile fare domande al robot, che fornisce una risposta sulla base documentale che gli è stata caricata.
Queste funzionalità, oltre a semplificare l’interazione uomo-macchina, vanno incontro a esigenze specifiche, ad esempio possono essere utili a un operatore che lavora con il robot ma ha le mani impegnate, o che si trova in un’altra stanza. Il cane-robot ha la specifica caratteristica di potersi avventurare in ambienti inaccessibili o pericolosi per l’uomo, e potergli dare comandi vocali in questi casi è particolarmente utile.
Il cane-robot si orienta all’interno della linea pilota attraverso una nuvola di punti, ottenuta utilizzando un laser che analizza il contesto circostante e delle fotocamere. In progetto, ci sono ulteriori implementazioni di questa funzionalità con applicazioni di intelligenza artificiale. Oltre ai sistemi di movimento già incorporati, che consentono al robot di riconoscere per esempio i QR-Code, l’idea è quella di aggiungere un modello di object detection, quindi un modello di IA per il riconoscimento degli oggetti nello spazio tramite le telecamere, che potenzierebbe la capacità di orientamento del robot, consentendogli, per esempio, di muoversi più agevolmente anche se nella nuvola manca un punto.
Altre applicazioni di IA nel manufacturing: ascoltare le macchine e prevenire i guasti, implementare i sistemi di visione
Una diversa tipologia di applicazione serve ad abilitare nuove funzionalità di manutenzione predittiva e non solo. Spiega Cattorini: «Abbiamo messo un microfono all’interno di un centro di controllo numerico, e registriamo i rumori che provengono dalla macchina». Si tratta di un centro di lavoro a controllo numerico Dmg Mori, modello Dmu 65 MonoBlock, una macchina a cinque assi equipaggiata con tavola rotante, modulo di rettifica, modulo per ingranaggi. Il controllo numerico è Siemens Sinumerik con Celos, sistemi di misura Marposs Touchprobe e Hybrid plus, server basato su standard Opc/UA per funzioni IoT. Esegue lavori di tornitura e fresatura per lavorazioni di manifattura sottrattiva, e di finitura superficiale e realizzazione ingranaggi.
Le registrazioni vengono analizzate dal software di IA che le mette in relazione al modo in cui la macchina sta funzionando. «In fabbrica, un operatore esperto ha l’esperienza tale che dal rumore riconosce se la lavorazione sta andando bene o male. Ma trovare operatori super-skillati è sempre più difficile, quindi può essere utile avere strumenti che consentano di accelerare il processo di apprendimento di personale da formare».
Proseguiamo il viaggio nell’automazione guidata dall’IA con nuove funzionalità applicate ai cobot. Sulla linea pilota c’è un’isola in cui lavorano due robot collaborativi Fanuc, modelli CR-14iA e Crx-10iA, molto versatili, nel senso che possono essere impiegati in diverse funzioni, serviti dall’Amr che, come abbiamo visto, ha integrato il llm di ChatGpt 4.0. L’implementazione in corso riguarda una libreria per la parte di visione. L’intelligenza artificiale consente di affinare la capacità del cobot di riconoscere e movimentare oggetti eterogenei, sviluppando sistemi di visione sempre più sofisticati che grazie al training sono in grado di riconoscere un oggetto nello spazio, anche se non è posizionato in modo organizzato. Detto in termini molto semplici, la fotocamera montata sul braccio del cobot e collegata al software di IA diventa sempre più intelligente e consente quindi al robot di effettuare operazioni che prima non era in grado di fare. Un handling meno evoluto, per esempio, può prevedere che gli oggetti da prelevare siano posizionati in modo geometrico nei contenitori, per cui il robot li riconosce dalla posizione in cui si trovano.
Trasferimento tecnologico e servizi alle imprese: i finanziamenti e il modo in cui Bi-Rex li ha assorbiti
Le imprese possono avvalersi della linea pilota per implementare i progetti di innovazione, fare formazione, e per le attività di “test before invest”. Il modello che viene proposto da Bi-Rex è quello di un’impresa 5.0, quindi con un alto livello di cooperazione fra lavoro umano e automazione, ed è per questo che vengono esplorate le nuove frontiere dell’IA in termini di semplificazione dell’interazione uomo-macchina. Obiettivi: incrementare la gamma delle soluzioni disponibili, aumentare la facoltà di scelta degli operatori, liberare la creatività delle persone in modo sostenibile, riducendo al contempo gli sprechi di tempo, energia e risorse. Perché, lo ricordiamo, l’altro aspetto fondamentale del 5.0 è rappresentato dai paradigmi della sostenibilità ambientale e della trasformazione energetica.
Fra l’altro, se il Pnrr ha consentito ai competence center di potenziare gli investimenti, dopo quelli iniziali previsti dal Piano Industria 4.0, ora stanno partendo i nuovi incentivi 5.0 con i crediti d’imposta per software e macchinari digitali, quindi interconnessi, e in grado di abilitare risparmi energetici.
Molto in sintesi, il Bi-Rex con i fondi del Pnrr ha cofinanziato iniziative di ricerca e sviluppo per 9,3 milioni di euro. Un bando aperto la scorsa estate ha permesso di allocare 7,4 milioni su 30 progetti, del valore complessivo di 16,5 milioni di euro, coinvolgendo 70 imprese, di cui 48 di piccole dimensioni. La maggioranza delle imprese arrivano da Emilia-Romagna e Lombardia, seguite da Toscana, Piemonte, Lazio, Marche e Veneto, ma anche da Umbria, Campania, Sicilia e Puglia. Altri 4,8 milioni di euro invece hanno consentito di fornire servizi per la trasformazione digitale e il trasferimento tecnologico delle aziende (audit tecnico, assessment, formazione, orientamento e consulenza, networking e dissemination, startup, protezione proprietà intellettuale), nel periodo compreso tra maggio 2023 e marzo 2024. «Di qui la scelta, concordata con il ministero, di riallocare ulteriori 1,9 milioni, che avevamo originariamente destinato al finanziamento dei progetti, per dare continuità ai servizi». Queste risorse vanno a cofinanziare le attività sopra esposte, attraverso uno sconto in fattura.
L’apertura di una nuova sede a Palermo: per ora solo uffici, in futuro anche tecnologie
Si può quindi dire che il Pnrr abbia impresso una nuova accelerazione all’attività dei competence center, centrando del resto l’obiettivo per cui sono stati stanziati. Come detto, Bi-Rex quest’anno ha anche incrementato la forza lavoro, con 16 nuove assunzioni, e ha aperto una sede a Palermo. «Come Bi-Rex siamo già partner dell’Università di Palermo su due progetti del Pnrr concentrati sulle life science», spiega Cattorini. «Noi facciamo la parte tecnica, e loro seguono maggiormente l’attività di ricerca e formazione. Questo ci aiuta a capire i bisogni del territorio siciliano». Al momento sono stati aperti uffici all’interno del campus, per offrire servizi alle aziende del territorio. Ma in futuro non si esclude l’eventualità di portare nella sede del capoluogo siciliano anche delle tecnologie.
