Digit 5, l'umanoide di quinta generazione di Agility Robotics, pesa più di 120 chilogrammi ed è progettato per sollevare contenitori da 23 chilogrammi fino a scaffali alti 1,75 metri. La batteria dura 90 minuti e si ricarica completamente in una pausa di 9 minuti. Quando una persona si avvicina, il robot appoggia il carico, si siede a terra e interrompe l'alimentazione dei motori prima che qualcuno possa toccarlo. Il progetto offre l'immagine più chiara finora di quanto costi, in termini di dimensioni e peso, un lavoratore umanoide commerciale.
Un robot costruito attorno alla sicurezza
Jonathan Hurst, cofondatore di Agility, ha descritto il progetto in un racconto in prima persona. La sicurezza è stata l'obiettivo principale di progettazione e il team vi ha dedicato due anni. Nelle installazioni di Digit 4, i robot dovevano operare dietro barriere fisiche, sempre separati dalle persone, per soddisfare i requisiti assicurativi e normativi. Quelle gabbie limitavano l'utilità delle macchine.
Digit 5 è invece pensato per lavorare accanto ai colleghi umani. Utilizza una serie di sensori per individuare le persone vicine in modo certificabile come sicuro, e poi agisce di conseguenza. Hurst definisce la sequenza di arresto, appoggio del carico, seduta e spegnimento un approccio prudente che riduce il rischio in modo verificabile. Secondo lui, Agility ritiene che sia l'unico approccio a breve termine sensato come primo passo verso la collaborazione con gli esseri umani.
L'obiettivo di sicurezza ha condizionato le gambe, il corpo, i sensori certificati per la sicurezza in alloggiamenti protettivi e i computer isolati dedicati alla sicurezza. Ogni aggiunta ha fatto aumentare complessità, consumi energetici, massa e ingombro fisico. Il progetto doveva inoltre rispettare la conformità europea CE, le certificazioni nordamericane UL per la sicurezza elettrica e i limiti della Federal Communications Commission sulle radiazioni elettromagnetiche.
Potenza, carico utile e una nuova architettura delle gambe
Gli obiettivi di carico utile seguono i limiti di sollevamento raccomandati dal National Institute for Occupational Safety and Health statunitense per i lavoratori umani. Tra questi ci sono il sollevamento ripetuto di contenitori da 23 chilogrammi e il raggiungimento di scaffali alti 1,75 metri. Agility ha progettato Digit per farlo 20 ore al giorno.
Questo richiede motori potenti e precisi e una batteria di grandi dimensioni. La stazione di ricarica eroga 240 ampere a 48 volt. Ventole spingono l'aria attraverso canali di raffreddamento nel torso, e la batteria con il sistema di raffreddamento occupa circa il 75 per cento del volume del torso.
Il cambiamento più evidente riguarda le gambe. I Digit precedenti e il robot di ricerca Cassie usavano una configurazione delle gambe rovesciata, simile a quella di uno struzzo, ottimizzata per camminare e correre. Hurst spiega che questa disposizione creava problemi nell'accovacciarsi, perché la caviglia urta il suolo. Digit 5 passerà gran parte del tempo a sollevare oggetti pesanti vicino al pavimento, quindi adotta gambe di tipo umano in cui i motori di ginocchio e anca contribuiscono entrambi alla coppia necessaria per rialzarsi. La massa aggiuntiva significa anche che Digit 5 non può più correre o saltare come le generazioni precedenti.
Da ATRIAS a un prodotto per la logistica
Hurst ricostruisce la linea evolutiva che parte da ATRIAS, un bipede di ricerca realizzato alla Oregon State University, e arriva a Cassie, che Agility ha venduto a istituti di ricerca. Agility ha venduto 10 robot Cassie a 250.000 dollari ciascuno prima di saturare quel mercato. Digit 1 ha aggiunto torso e braccia. La movimentazione dei contenitori è diventata il primo impiego commerciale perché richiede due braccia per sollevare contenitori grandi e gambe per muoversi in spazi stretti.
Amazon ha sperimentato Digit 4 nello spostamento e nell'impilamento dei contenitori, ed è diventato il primo umanoide impiegato commercialmente presso il fornitore di servizi logistici GXO. Agility ha mappato i primi 10 casi d'uso e poi ha progettato Digit 5 da zero. Lo stabilimento RoboFab di Salem, in Oregon, si estende su 70.000 piedi quadrati (circa 6.500 metri quadrati) e può produrre più di 10.000 robot Digit 5 all'anno.
La roadmap va oltre i contenitori: prelievo di singoli articoli, assistenza alle macchine, preparazione di componenti per l'assemblaggio e la spedizione e, in futuro, lavori di assemblaggio. Interfacce per utensili intercambiabili e un design modulare dovrebbero consentire aggiornamenti graduali dei sottosistemi.
Cosa significa Digit 5 per il settore
Il punto più interessante è il compromesso che Hurst dichiara apertamente. Un umanoide che solleva carichi reali da magazzino per un intero turno ed è sicuro da avere vicino finisce per essere grande, pesante e lento nei movimenti. Secondo lui, un umanoide in fabbrica che appare leggero e agile non riesce a sollevare il peso richiesto oppure non regge un turno e, senza un'estesa sensoristica, probabilmente non è sicuro nelle vicinanze. È un'affermazione sul settore, e Agility non l'ha messa alla prova pubblicamente a confronto con i concorrenti.
Anche l'approccio alla sicurezza si distingue dal modello con la gabbia. Portare i robot fuori dai recinti è ciò che cambia l'economia, perché un robot recintato occupa spazio a terra e non può condividere le corsie. La reazione di sedersi è semplice e verificabile, ma ha un costo. Un robot che si ferma e si spegne ogni volta che una persona si avvicina farà perdere tempo nelle corsie trafficate. La fonte non fornisce dati su quanto spesso accadrebbe né su come incida sulla produttività.
Molto resta da dimostrare. La fonte indica obiettivi di progetto, non risultati misurati di Digit 5 presso i clienti. La giornata lavorativa di 20 ore, la batteria da 90 minuti con ricarica di 9 minuti e lo stato delle certificazioni descrivono tutti prestazioni previste. Non viene indicato alcun prezzo. La capacità produttiva di oltre 10.000 unità l'anno è una potenzialità, non un dato di consegne. Digit 4 ha dimostrato di poter essere impiegato commercialmente, ma Digit 5 deve ancora provare di poter lavorare senza gabbie su larga scala.
La prova più dura sarà capire se assicuratori e autorità di regolamentazione accetteranno le garanzie di sicurezza per persone che lavorano a fianco di un robot da 120 chilogrammi. Finché ciò non accadrà in stabilimenti reali, Digit 5 resterà un progetto ben ragionato, non un prodotto dimostrato.
