Breve storia di automi e robot
di Andrea Carobene*
Il corpo umano può essere considerato come una macchina composta da leve, perni e muscoli. È quindi naturale pensare di riprodurre alcune attività ripetitive compiute dall'uomo, servendosi di macchine. Gli automi hanno in più, rispetto alle ordinarie macchine, alcune caratteristiche che rimandano al mondo biologico e al corpo degli animali e degli esseri umani. La loro storia, poi, si lega strettamente a quella dei robot, soprattutto dopo l'avvento dell'elettronica.
Dal cavaliere inesistente agli automi maghi
Uno dei primi automi in senso moderno a essere progettato fu disegnato nel XV secolo da Leonardo Da Vinci, che realizzò una sorta di androide meccanico, una corazza con all'interno un meccanismo che la faceva muovere come se contenesse un cavaliere.
Dal XVIII al XX secolo furono invece costruiti una serie eccezionale di automi, androidi e animali meccanici. Per esempio il francese Jacques de Vaucanson realizzò un musicista che riusciva a suonare con il flauto, oltre a una celebre anatra meccanica. Nel 1770 gli svizzeri Pierre Jaquet-Droz e suo figlio Henri-Louis costruirono tre bambole meccaniche, mentre nel XIX secolo i fratelli Maillardet, Jacques-Rodolphe, Henri e Jean David, realizzarono una serie di 'automi maghi' per i loro spettacoli, come d'altronde fece l'illusionista Jean Eugène Robert-Houdin, servendosi anche di meccanismi nascosti che simulavano un movimento automatico, ma che in realtà era prodotto da complici nascosti.
Nella maggior parte dei casi si trattava, come si vede, di giocattoli sofisticati, pensati più per divertire che per una loro utilità, anche se già nel 1801 Joseph-Marie Jacquard aveva inventato un telaio tessile meccanico controllato da schede perforate.
Gli automi come strumento per aiutare l'uomo nei lavori più pesanti
Invece, dopo la I Guerra mondiale gli automi cominciarono davvero a essere considerati come uno strumento per aiutare l'uomo nell'assolvere i suoi compiti più pesanti.
Proprio in quegli anni, infatti, l'americano Henry Ford costruiva la sua fabbrica in serie. Il modello T della sua automobile diventava una vettura alla portata di (quasi) tutte le tasche grazie alla catena di montaggio. Gli operai erano disposti su postazioni fisse ed eseguivano sempre i medesimi lavori.
Se un lavoratore deve compiere continuamente delle operazioni identiche, è abbastanza naturale pensare a delle macchine che riproducano quella specifica serie di movimenti.
In realtà non è facile progettare automi e bracci meccanici capaci di ripetere i movimenti dell'uomo. Comunque, già nel 1938 gli americani Willard Pollard e Harold Roselund progettarono per la società DeVilbiss un meccanismo programmabile che spruzzava vernice.
È sulla parola programmabile che si gioca la qualità di un automa. Infatti, anche un mulino riproduce alcune azioni meccaniche in modo ripetitivo, ma senza possibilità di modificarle. Al contrario, un automa e un robot deve poter essere messo in condizione di adattare le sue azioni a richieste che possono mutare nel tempo. Per questo motivo una tappa fondamentale fu, nel 1948, il testo di Norbert Wiener , un professore del Massachussetts Institute of Technology , che scrisse il suo Cybernetics, or Control and Communication in the Animal and the Machine . Nel volume si affrontava il problema della programmazione e del controllo dei sistemi elettronici e meccanici e anche biologici. Gli automi, quindi, erano concepiti come sistemi verso i quali occorre fornire delle informazioni, o dei dati, e dai quali si riottengono delle risposte.
Dagli anni '50 esplodono le ricerche sull'automazione e la robotica
La logica degli input-ingressi e degli output-uscite , è alla base anche dei computer; questi ultimi erano oramai una realtà da quando, nel 1946, John Mauchly e J Presper Eckert avevano costruito L'Eniac I, sigla di Electrical Numerical Integrator And Calculator , un 'mostro' da 30 tonnellate.
Nel 1951 in Francia, nell'ambito del programma per l'energia atomica, Raymond Goertz progettò un braccio automatico per manovrare il materiale radioattivo. Da quel momento, le ricerche sull'automazione e la robotica esplodono. Si comprende infatti che è quella la strada per migliorare la produttività industriale. Otto anni dopo Marvin Minsky e John McCarthy aprono il laboratorio di intelligenza artificiale al MIT. Nel 1962 General Motors adotta un automa, prodotto dalla società Unimation , per la sua catena di montaggio.
Nel 1973 viene prodotto dalla società Cincinnati Milacron il minicomputer T3, progettato per controllare i robot industriali.
Nasce la fabbrica robotizzata
Le braccia meccaniche si diffondono sempre di più, al punto tale che le sonde Viking 1 e 2, che raggiunsero Marte nel 1976, avevano a bordo uno di queste braccia per le loro operazioni di analisi.
Nasce la fabbrica robotizzata, anche tra le proteste degli operai che vedono molte volte messi in discussione e in pericolo i loro posti di lavoro. In realtà, si scopre che la presenza dell'uomo è sempre necessaria, anche se in misura ridotta, se non altro per sorvegliare il corretto funzionamento di tutte le macchine. I robot e gli automi si diffondono sempre di più: ora tagliano, saldano, pressano, imbullonano e verniciano. Carrelli automatici percorrono i corridoi delle fabbriche così come si muovono tra le corsie degli ospedali, magari portando il cibo ai pazienti o selezionando le medicine da somministrare. Si diffonde anche la telechirurgia: un robot guidato anche da migliaia di chilometri di distanza da un medico esegue su comando le operazioni richieste.
Il presente e il futuro degli automi
Automi sono usati come strumenti di compagnia, magari simulando il movimento e le fattezze di cani che possono essere educati dai padroni, così come avviene per l'Aibo della Sony . Robot umanoidi vengono prodotti e realizzate da società come la Honda , con il suo Asimo , o da Sony con il suo Sony Dream Robot. Gli automi possono anche essere usati per sbrigare le faccende domestiche, muovendosi autonomamente per le stanze e passando magari l'aspirapolvere.
Non è difficile immaginare che tra qualche anno gli automi saranno usati per aiutare i disabili a svolgere alcune funzioni, così come già avviene oggi con l'uso dei computer per comunicare.
Gli automi si stanno rivelando anche utili strumenti per disinnescare bombe, scovare mine nascoste, e possono essere adibiti a compiti di sorveglianza.
Tra i settori nei quali sono stati ottenuti i migliori risultati, ancora una volta, spicca quello delle braccia artificiali. Questi strumenti meccanici hanno ormai raggiunto un'eccezionale precisione, e in questo settore si segnala anche la ricerca italiana. In particolare, al centro interdipartimentale di ricerca 'E. Piaggio', situato presso l'Università di Pisa, i ricercatori stanno studiando da tempo i cosiddetti attuatori elettromeccanici polimerici, ossia materiali plastici che trasformano l'energia elettrica in movimento fisico e che si contraggono quando sono sottoposti a stimolazioni elettriche, così come fanno naturalmente i muscoli. Così, dopo secoli di studio, la ricerca tecnologica sta giungendo finalmente a riprodurre le nostre braccia: pelle, ossa e muscoli comprese.
*Giornalista professionista, collabora con 'Il Sole 24 Ore' nell'inserto di scienza e tecnologia 'Alpha'. Ha ideato e condotto la rivista di divulgazione scientifica 'La ricerca'.
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