LA ROBOTICA

La robotica è la disciplina dell'ingegneria che studia e sviluppa metodi che permettano a un robot di eseguire dei compiti specifici riproducendo il lavoro umano. Anche se la robotica è una branca dell'ingegneria - più precisamente della meccatronica - in essa confluiscono approcci di molte discipline sia di natura umanistica, come linguistica e psicologia, che scientifica: biologia, fisiologia,automazione, elettronica, fisica, informatica, matematica e meccanica.
La parola robotica proviene dal ceco robota, dove ha il significato di "lavoro pesante" o "lavoro forzato". Questo termine è stato introdotto dallo scrittore ceco Karel Čapek, nel 1920 nel suo racconto R.U.R. (Rossum's Universal Robots).^[1] Il termine inglese derivato robotics, secondo l'Oxford English Dictionary, compare per la prima volta in un racconto di fantascienza dello scrittoreIsaac Asimov intitolato Bugiardo! (Liar!, 1941) sempre ad Asimov si deve anche l'invenzione delle famose Tre Leggi della Robotica enunciate interamente nel racconto Circolo vizioso (Runaround,1942); entrambi i racconti fanno parte dell'antologia Io, Robot.

La scienza robotica proprio in virtù della sua natura interdisciplinare trova applicazioni in molteplici contesti, questo ha fatto sì che nascessero varie sotto-discipline fra le quali però raramente esiste una netta linea di demarcazione.

• Arte robotica robotica utilizzata sia per creare nuove forme di espressione artistica sia per imitare e riprodurre le forme artistiche già esistenti come i robot progettati per dipingere o per suonare uno strumento musicale analizzando in tempo reale uno spartito.
• Domotica automazione applicata all'ambiente domestico, tra gli sviluppi a breve termine più interessanti ci sono le tecnologie di aiuto in casa ai portatori di handicap mentali o fisici.
• Microrobotica si occupa dello studio e della diffusione di piccoli robot a basso costo utilizzati per scopi educativi o ludici.
• Robotica biomedica ramo della robotica molto vasto che comprende diversi tipi di robot; si va infatti dai robot capaci di assistere il chirurgo durante le operazioni alla radioterapia robotica, alla robotica che tramite tecnologie di telepresenza permette al chirurgo di operare a distanza. Rientrano nella categoria anche le sofisticate apparecchiature per analisi biologiche utilizzate nei laboratori.
• Robotica degli sciami.
• Robotica di intrattenimento si occupa delle tecnologie utilizzate nei parchi tematici, nei musei o negli effetti speciali cinematografici per intrattenere ed educare grandi quantità di pubblico; un esempio di utilizzo sono gli audioanimatroni spesso utilizzati per riprodurre le fattezze di personaggi fantastici o di specie animali oggi estinte come i dinosauri.
• Robotica evoluzionistica metodologia che attraverso lo studio di algoritmi evolutivi tenta di realizzare robot sempre più versatili in modo da rendere meno essenziale il supporto umano.
• Robotica industriale il campo industriale è sicuramente quello in cui i robot hanno trovato maggiore diffusione: il loro impiego nelle catene di montaggio ha permesso alle aziende di abbattere notevolmente i costi accelerando e migliorando la produzione. Fra i robot più utilizzati dall'industria vi è il braccio robotico o robot manipolatore, costruito a imitazione del braccio umano ma spesso dotato di più gradi di libertà: è una macchina molto versatile che si presta a svariate mansioni tra cui verniciatura, saldatura o montaggio. Interessante notare come questa tipologia di macchine sia spesso utilizzata per produrre altri robot simili rendendo le speculazioni fatte dalla fantascienza sulle macchine autoreplicanti un discorso molto più vicino alla nostra quotidianità.
• Robotica marina Si tratta di una branca in via di espansione per le numerose applicazioni di tipo industriale (principalmente legate al settore petrolifero), scientifico, archeologico e militare.
• Robotica militare anche se la fantascienza è ricca di riferimenti a robot utilizzati in ambito militare nel pratico questi sono utilizzati più che altro con scopi di ricognizione e vigilanza fra i quali troviamo ad esempio gli aerei privi di equipaggio detti droni. Questo tipo di veicoli è sì controllato a distanza da personale apposito ma in caso di emergenza può anche compiere diversi compiti in totale autonomia permettendo la ricognizione di teatri di guerra pesantemente difesi senza mettere a repentaglio vite umane. Altro esempio di robotica militare sono i robot artificieriche sono in grado, grazie al numeroso set di strumenti di cui sono muniti, di compiere analisi su un ordigno esplosivo ed eventualmente neutralizzarlo a distanza riducendo drasticamente i rischi per gli artificieri.
• Robotica sociale cerca di sviluppare tecnologie che rendano i robot sempre più capaci di interagire e comunicare con gli esseri umani in modo autonomo.
• Robotica spaziale anche se sviluppa tecnologie e metodiche destinate all'impiego di robot fuori dall'atmosfera terrestre questo settore della robotica ha raggiunto dei risultati utili anche in campi che esulano dalla ricerca spaziale. Esempi di questi robot sono le sonde esplorative impiegate in diverse missioni sui pianeti del sistema solare ma anche robot più tradizionali come il famoso braccio manipolatore dello Space Shuttle o quello di sembianze umane destinato alla ISS che verrà utilizzato in sostituzione degli astronauti nelle attività extraveicolari.
• Robotica umanoide.
• Telerobotica.                                                                                                                                                        L'ANALISI CINEMATICA                                                                                                                                        L'analisi cinematica di un robot concerne la descrizione del suo moto prescindendo dalle considerazioni sulle forze e i momenti che lo provocano. Essa si divide in:
  • Cinematica: si occupa del legame tra i parametri interni del robot (che nel caso di robot industriali sono variabili associate ai giunti) e la posa da esso assunta(cioè la sua posizione e il suoorientamento).
  • Cinematica differenziale: cerca delle relazioni analoghe per le velocità dei componenti del sistema.
  L'individuazione di tali legami consente di formulare il problema cinematico inverso, che consiste nel ricavare i valori da attribuire ai parametri interni del robot per inseguire una determinata specifica di moto.                      ANALISI DINAMICA
  Modellare la dinamica di un robot è indispensabile per progettarne il sistema di controllo. Di fatto il moto di un sistema robotico è assicurato da un sistema di attuazione, che ha il compito di fornire la potenza necessaria ai compiti da svolgere trasformandola da una forma all'altra in base alle esigenze. Anche qui occorre distinguere tra dinamica e dinamica inversa: la prima si occupa del calcolo delle accelerazioni dei componenti del robot in funzione delle forze di attuazione, ed è utile in simulazione, la seconda ricerca metodi per effettuare l'operazione contraria.
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