Meccatronica – l’interazione computer uomo

Continua il nostro giro virtuale in Systems & Components, l’insieme delle varie categorie che compongono la macchina. Finora abbiamo sezionato questa isola pezzo per pezzo analizzando le singole parti, ma andiamo oltre e cambiamo prospettiva. Guardiamo la macchina nel suo complesso e poniamola difronte al suo creatore: l’uomo.

La domanda che dobbiamo porci è: “Dove ci porterà l’interazione uomo – macchina?”

Per rispondere a questa domanda ci viene in aiuto la meccatronica. L’applicazione meccatronica, è il risultato della sinergia tra diverse discipline dove sistemi meccanici, elettrici, elettronici ed informatici interagiscono tra loro con lo scopo di automatizzare i sistemi di produzione e per semplificare il lavoro umano. Nella moderna concezione di Smart Factory, le tecnologie meccatroniche rivestono quindi un ruolo fondamentale grazie alle loro sinergie ed alla “connettività”. Ricordiamo che la “connettività” sarà il main theme di quest’anno in fiera nella sezione Systems & Components.

Per capire meglio questo affascinate mondo parliamo con Alberto Rocchi, Electronic Design Manager per Walvoil. La Walvoil rappresenta uno dei principali produttori mondiali di valvole oleodinamiche e di sistemi meccatronici completi per il mercato delle applicazioni mobili. Quest’azienda sviluppa e realizza prodotti e sistemi per controllare idraulicamente ed elettronicamente ciò che determina il movimento.

 Da HMI a HCI

“L’interazione uomo – macchina sta cambiando. Tutto è cominciato con il controllo manuale dove l’operatore controllava tutte le operazioni.

Poi è arrivata l’automazione e l’operatore ha dovuto avviare sequenze (per lo più) di azioni ripetitive. La “superficie di comunicazione” standardizzata e univoca tra uomo e macchine era composta da pulsante, pedali, manopole e display.

Con l’avvento delle macchine autonome e semiautonome il rapporto si sta evolvendo da controllo a comunicazione da uomo-macchina HMI (Human Machine Interface) a interazione Computer- uomo (HCI), Human Computer Interaction.

L’operatore stabilisce gli obiettivi e lascia il completamento dell’attività alla macchina ma l’operatore deve ancora stare vigili e intervenire in caso di eventi imprevisti.

Per ottimizzare un determinato parametro, ad esempio consumo, il computer può scegliere percorsi insoliti ma questo può portare a nuovi rischi (ad es. movimenti imprevisti della macchina). Questa situazione risulta ancora più critica in un cantiere di lavoro o presso un’azienda agricola, dove uomini e macchine autonome lavorano insieme, possibilmente con l’aiuto di robot collaborativi di supporto. Ecco perché una delle sfide attuali della “Human Computer Interaction” consiste nel: “come comunicare le intenzioni”.

Questo è’ un compito in cui l’essere umano eccelle, siamo infatti in grado di utilizzare messaggi verbali e non verbali per comunicare determinate azioni intuendo a nostra volta conferme o informazioni dal nostro interlocutore”.

Componenti pronti al concetto HCI – integrazione di sistemi

Al fine di sostenere questo dialogo sulle “intenzioni”, la superficie di comunicazione deve essere aumentata con più canali espressivi. Questi canali dovrebbero essere più raffinati, per lasciar emergere messaggi rilevanti e far passare i messaggi più “sottili”. Ciò dovrebbe accadere in entrambe le direzioni: dall’uomo alla macchina e dalla macchina all’uomo.

Le priorità rimangono sempre la facilità d’uso, il comfort e la sicurezza. D’altro canto, grazie ai sottosistemi autonomi o semi-autonomi, il coinvolgimento cognitivo dell’operatore ha acquisito un nuovo significato.

Durante le operazioni autonome (auto-ops) il coinvolgimento cognitivo dell’operatore è relativamente basso e lo stress e la stanchezza sono conseguentemente ridotti. 

Il futuro è connettività

L’operatore dovrebbe avere un’interfaccia “adattabile”, per eseguire facilmente il passaggio da controllo manuale, all’automazione, alle operazioni autonome. Un concetto di interfaccia modale sembra essere la soluzione più adatta, insieme ad elementi di interazione “programmabile”. La sfida è quella di creare percorsi di interazione flessibile senza introdurre elementi di ambiguità e fonti di confusione.

Un’ulteriore area di ricerca è relativa al senso del tatto e la sua quantità fisica: la forza.

In molti componenti sono state integrate infatti la capacità del tatto, la sensazione e cosa trasmette la capacità tattile.

Quando si parla di connettività di solito pensiamo a reti di comunicazione wireless.

Ma, dal punto di vista tecnico, queste reti sono disponibili da molti anni. Quello di cui abbiamo ancora bisogno però è di standardizzare globalmente tutte queste reti, e di aumentare velocità e sicurezza. Ciò che manca al momento è la connettività a un livello più profondo, una connessione tra uomini e macchine per un ambiente più sicuro e produttivo.

La soluzione a questa sfida richiede molta creatività: una virtù puramente umana… almeno per ora anche se questo “futuro” qualcuno lo ha già reso un po’ più reale. Tutti conosciamo i super eroi e basta pronunciare il nome di “Iron Man” per accendere nell’immaginario collettivo un uomo, Tony Stark, vestito con una tuta rossa. Non tutti però sanno che l’ideatore della fantastica “tuta” dai poteri straordinari è un abile meccatronico.

Voliamo in alto con la creatività, il futuro forse..non è poi così lontano.


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