Per la rubrica “Identikit Professioni” vi presentiamo l’ingegnere dei robot.

È uno dei lavori del futuro e dell’industria 4.0, una professione, senza dubbio, affascinante. Parliamo dell’ingegnere dei robot, o robot engineer, che si occupa della progettazione, realizzazione e test di macchine robotiche. In realtà non è una figura del tutto nuova, ma è certamente attuale il boom che questo tipo di professione, multidisciplinare e certamente sempre animata da grande passione e inventiva, sta vivendo e avrà sempre più nei prossimi anni.

È, infatti, inserito all’interno di “Jobs of The Future”, l’indagine che Hays, società che opera nel mondo del recruitment specializzato, ha realizzato per fornire indicazioni sull’evoluzione del settore dell’Information Technology entro il 2025. Come sappiamo, siamo in piena rivoluzione Industria 4.0, i sistemi di automazione si stanno evolvendo e perfezionando molto velocemente, così come l’Intelligenza Artificiale.

Cos’è la robotica

Questo settore, un tempo confinato ai laboratori di ricerca e ai film di fantascienza, sta ora plasmando il mondo reale con una velocità e una precisione che sfidano l’immaginazione. Dagli automi che assemblano automobili con una precisione millimetrica, ai droni che solcano i cieli per consegne ultrarapide, fino ai sofisticati robot assistenti che promettono di rivoluzionare l’assistenza domiciliare, la robotica sta ridefinendo il concetto stesso di lavoro. Market Research Future stima che entro il 2030 il mercato globale della robotica supererà i 200 miliardi di dollari, con un tasso di crescita annuo composto del 22,80%. La crescita del settore sarà alimentata dall’automazione dei processi (RPA), dall’intelligenza artificiale e dall’apprendimento automatico. 

La robotica, in termini semplici, è la branca dell’ingegneria che si occupa della progettazione, costruzione, operazione e impiego di robot. Questa disciplina interseca conoscenze di meccanica, elettronica, informatica e intelligenza artificiale per creare macchine capaci di eseguire una varietà di compiti, superando – diciamocelo – le limitazioni umane in termini di precisione, resistenza e efficienza.

L’origine della robotica può essere fatta risalire agli automi meccanici dell’antichità, ma è nel XX secolo che questa scienza ha iniziato a prendere la forma che conosciamo oggi, grazie ai progressi tecnologici e all’immaginario popolare alimentato da opere di fantascienza.

Il termine “robot” stesso è stato coniato nel 1920 dallo scrittore ceco Karel Čapek nella sua opera “R.U.R.” (Rossum’s Universal Robots), derivando dalla parola ceca “robota”, che significa “lavoro forzato”. Da allora, la robotica ha fatto passi da gigante, evolvendosi da semplici automi a complessi sistemi in grado di apprendere e adattarsi, aprendo nuove frontiere non solo nell’industria ma in quasi tutti i settori dell’attività umana.

Nella robotica, la distinzione fondamentale è quella tra la robotica industriale, quella sviluppata per l’industria e volta a dispensare l’uomo da lavori faticosi e ripetitivi, e la robotica umanoide, probabilmente il ramo più affascinante, il cui obiettivo è realizzare robot dalle sembianze umane, dotati di Intelligenza Artificiale e in grado di agire autonomamente.

In ogni caso, entrambi i rami sono oggi in grande accelerazione ed è questo il motivo che spinge verso la necessità di una quantità maggiore di esperti e professionisti del settore. Nel video dell’Università di Harvard qui di seguito, tutto il fascino di questo settore.

Chi è l’ingegnere dei robot

L’ingegnere dei robot si occupa della progettazione, costruzione e collaudo di robot, è una professione che viene prevalentemente svolta in team, poiché coinvolge differenti competenze e discipline, che vanno dalla meccanica all’informatica, dalla psicologia alla biologia, dalla linguistica all’automazione. Ma per conoscere più a fondo questa figura, vediamo in dettaglio alcuni aspetti chiave di questa professione come le hard skill.

Le hard skill dell’ingegnere dei robot

L’elenco delle competenze tecniche di un ingegnere dei robot (ma, in generale, di tutte figure che ruotano attorno all’ambito della robotica) è certamente molto vario. Va vediamo, nel dettaglio, quali sono effettivamente le hard skill che deve possedere chi decide di intraprendere una carriera professionale in questo settore.

1. Linguaggi di programmazione specifici per la robotica: Conoscenza di linguaggi come Python per la scrittura di script e C++ per lo sviluppo di software ad alte prestazioni. Competenze in ROS (Robot Operating System) sono essenziali per la programmazione modulare e la comunicazione tra i componenti del robot.
2. Progettazione e analisi di sistemi meccatronici: Capacità di integrare meccanica, elettronica e informatica per progettare e analizzare sistemi meccatronici complessi, utilizzando software CAD (Computer-Aided Design) e CAE (Computer-Aided Engineering).
3. Controllo e automazione: Competenze avanzate nel progettare controllori PID (Proporzionale-Integrale-Derivativo), sistemi di controllo ad anello chiuso e algoritmi di controllo non lineare per gestire con precisione il movimento e le azioni dei robot.
4. Intelligenza artificiale e algoritmi di apprendimento automatico: Abilità nello sviluppo e nell’implementazione di algoritmi di intelligenza artificiale, compresi l’apprendimento supervisionato e non supervisionato, l’apprendimento per rinforzo e le reti neurali, per consentire ai robot di apprendere da dati e esperienze.
5. Visione artificiale e elaborazione delle immagini: Conoscenza delle tecniche e degli algoritmi di visione artificiale per il riconoscimento di oggetti, la navigazione, l’ispezione e l’interazione robot-ambiente, compresa la capacità di lavorare con librerie specializzate come OpenCV.
6. Integrazione di sensori e attuatori: Competenza nella selezione e integrazione di sensori (ad esempio, LIDAR, sensori tattili, sensori di prossimità) e attuatori (motori elettrici, servomeccanismi) per raccogliere dati ambientali e tradurre comandi digitali in azioni fisiche.
7. Sviluppo di sistemi embedded: Capacità di progettare e programmare sistemi embedded, che fungono da cervello dei robot, includendo la gestione di microcontrollori e piattaforme come Arduino e Raspberry Pi.
8. Simulazione e modellazione robotica: Abilità nell’uso di software di simulazione come Gazebo o MATLAB/Simulink per testare e ottimizzare progetti robotici in un ambiente virtuale prima della realizzazione fisica.
9. Reti di comunicazione e protocolli: Conoscenza dei protocolli di comunicazione (come TCP/IP, CAN bus, ZigBee) per la trasmissione di dati tra i componenti robotici e sistemi esterni, garantendo interazione e coordinamento efficaci.

Quali figure ruotano attorno alla robotica

La robotica, come abbiamo visto, è un ambito molto ampio e l’ingegnere dei robot è solo una di figure che ruota attorno. Vediamo, quindi, quali sono le principali:

Ingegnere di robotica soft

La robotica soft si concentra sullo sviluppo di robot flessibili e deformabili, ispirati da organismi biologici, che possono svolgere compiti in modo più sicuro e adattabile rispetto ai loro omologhi rigidi. Questi professionisti lavorano con materiali innovativi e tecnologie di azionamento per creare robot che possono interagire delicatamente con oggetti delicati o con esseri umani.

Specialista in Intelligenza Artificiale e Machine Learning per la robotica

Data l’importanza dell’intelligenza artificiale (IA) e del machine learning (ML) nella robotica moderna, gli specialisti in questi campi sono essenziali per sviluppare algoritmi che permettano ai robot di apprendere da dati o esperienze, migliorando così la loro autonomia e efficienza. Questi professionisti lavorano per rendere i robot più intelligenti e capaci di adattarsi a situazioni nuove o impreviste.

Operatore di robotica remota

Con l’evoluzione dei sistemi di controllo remoto e della realtà aumentata/virtuale, è emersa la necessità di operatori specializzati nella gestione di robot in ambienti pericolosi o difficilmente accessibili agli esseri umani, come l’esplorazione sottomarina o spaziale, o in situazioni di soccorso in caso di disastri.

Ingegnere di sicurezza per la robotica

La sicurezza è una preoccupazione primaria nella progettazione e nell’implementazione di sistemi robotici, specialmente quando questi interagiscono strettamente con gli umani. Gli ingegneri di sicurezza per la robotica si concentrano sulla creazione di protocolli e sistemi per garantire che i robot operino in modo sicuro, prevenendo incidenti e rischi per la salute umana.

Specialista in etica della robotica

Man mano che i robot diventano più integrati nella società, emergono questioni etiche riguardanti la loro progettazione, uso e impatto sul lavoro e sulla privacy. Gli specialisti in etica della robotica analizzano e affrontano queste preoccupazioni, lavorando per garantire che lo sviluppo e l’impiego della robotica rispettino principi etici e socialmente responsabili.

Tecnico di manutenzione e riparazione robotica

Con l’aumento del numero di robot impiegati in vari settori, cresce anche la necessità di professionisti qualificati in grado di eseguire la manutenzione, la diagnosi e la riparazione di questi sistemi. Questi tecnici devono avere una profonda comprensione dell’elettronica, della meccanica e del software che anima i robot.

Consulente per l’automazione e la robotica

Le aziende di tutti i settori cercano di integrare tecnologie robotiche per migliorare l’efficienza e ridurre i costi. I consulenti per l’automazione e la robotica aiutano queste aziende a identificare le migliori opportunità di automazione, progettando e implementando soluzioni su misura che soddisfino le loro esigenze specifiche.

Dove studiare robotica in Italia

In Italia, diverse università offrono programmi di studio specificamente dedicati alla robotica o includono la robotica come parte di corsi di laurea in ingegneria. Questi possono variare da lauree triennali a lauree magistrali, fino a dottorati di ricerca.

• Università Politecnica delle Marche: Offre un corso di laurea magistrale in Ingegneria Robotica e dell’Automazione. Tra le aree di specializzazione figurano il controllo di sistemi non lineari, meccatronica, robotica, reti informatiche distribuite, elaborazione e analisi sofisticata dei dati, intelligenza artificiale e sicurezza informatica.

• Politecnico di Milano: Propone corsi di studio in Ingegneria dell’Automazione e Ingegneria Meccatronica, con moduli dedicati alla robotica.

• Politecnico di Torino: Offre corsi in Ingegneria Meccatronica e in Ingegneria dell’Automazione, che includono studi approfonditi in robotica.

• Università degli Studi di Genova: Ha un corso di laurea magistrale in Robotics Engineering, interamente in inglese, che attira studenti da tutto il mondo.

• Università degli Studi di Padova: Propone un corso di laurea magistrale in Ingegneria dell’Automazione e Controllo dei Sistemi che include moduli sulla robotica.

• Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa: Offre un programma di laurea magistrale in Bionics Engineering, con un forte focus su robotica e bioingegneria.

• Scuola di Robotica (Non Universitaria): Sebbene non sia un istituto di istruzione superiore, la Scuola di Robotica con sede a Genova offre corsi, workshop e attività di divulgazione scientifica nel campo della robotica, rivolti a studenti, insegnanti e appassionati.

• Università degli Studi di Roma “La Sapienza”: Ha un corso di laurea magistrale in Artificial Intelligence and Robotics, oltre a corsi di laurea e magistrali in Ingegneria dell’Automazione.

• Università degli Studi di Napoli Federico II: Offre un corso di laurea magistrale in Automation Engineering and Control of Complex Systems, che include moduli di robotica.

• Università di Verona: Propone un corso di laurea magistrale in Ingegneria e Scienze Informatiche con un curriculum in Autonomous Systems, che tratta argomenti di robotica.