Il cambiamento climatico, il consumo delle risorse e la crisi energetica pongono la nostra società di fronte a grandi sfide. La robotica potrebbe dare un contributo significativo per affrontarle, ma a tal fine è necessario un cambiamento di mentalità.

In un manifesto pubblicato sulla rivista specializzata «Nature Machine Intelligence», alcuni ricercatori propongono una nuova disciplina scientifica: la «robotica sostenibile». In futuro i robot non dovranno solo diventare più efficienti e intelligenti, ma dovranno essere sviluppati e impiegati in modo mirato, in modo da contribuire alla sostenibilità ecologica, sociale ed economica.

La robotica e l’intelligenza artificiale (fisica) stanno evolvendo rapidamente. Allo stesso tempo, si aggravano le sfide globali quali il cambiamento climatico, la perdita di biodiversità e la scarsità di risorse. Mentre finora la robotica si è orientata principalmente a criteri quali precisione, velocità e autonomia, oggi i ricercatori pongono una domanda diversa e più fondamentale: quale ruolo dovrebbero svolgere i robot nella costruzione di un futuro sostenibile?

L’obiettivo è quello di valutare in futuro i sistemi robotici non solo in base alle loro prestazioni tecniche, ma anche in base al loro impatto sull’ambiente, sulla società e sull’economia. «Finora la robotica si è concentrata soprattutto su ciò che le macchine sono in grado di fare», afferma Kovač, direttore del Laboratory of Sustainability Robotics presso l’Empa e l’EPFL. «Il prossimo passo consiste ora nel chiedersi quale ruolo debbano svolgere i robot nella costruzione di un futuro sostenibile.»

Oltre la «robotica verde»

La sostenibilità gioca già oggi un ruolo importante nel campo della «robotica verde». Gli autori del manifesto, tuttavia, fanno un passo decisivo in più. Dal loro punto di vista, non è sufficiente limitarsi a ridurre l’impronta ecologica dei robot. La robotica deve piuttosto contribuire attivamente a risolvere le sfide della sostenibilità. Barbara Mazzolai, vicedirettrice per la robotica presso l’IIT, sottolinea l’importanza della sostenibilità lungo l’intero ciclo di vita della robotica: «Dovremmo trarre ispirazione dagli organismi viventi, che svolgono funzioni straordinarie riducendo al minimo il consumo di energia e di materiali.»

La robotica sostenibile come disciplina scientifica a sé stante

A tal proposito, i ricercatori distinguono due obiettivi complementari: da un lato, i robot stessi devono diventare più sostenibili – ad esempio attraverso l’uso responsabile dei materiali, l’economia circolare e un minor consumo energetico. Dall’altro lato – e questo va oltre la robotica «verde» – i sistemi robotici devono essere impiegati in modo mirato per monitorare i cambiamenti ambientali, supportare gli interventi in caso di catastrofi o preservare le infrastrutture critiche. Le possibili applicazioni spaziano dai droni e dai robot aria-acqua biodegradabili per il monitoraggio degli ecosistemi fino ai robot volanti per l’ispezione di infrastrutture di difficile accesso. «Il nostro obiettivo non è solo quello di rendere i robot più sostenibili», afferma Kovač. «Vogliamo affermare la robotica sostenibile come disciplina scientifica a sé stante.»

Principi guida per la robotica di domani

Al centro del manifesto vi sono tre principi guida. I sistemi robotici devono essere minimamente invasivi, universalmente accessibili e simbiotici. La robotica minimamente invasiva deve ridurre al minimo l’impatto ecologico, biologico e sociale. Ciò include, ad esempio, sistemi efficienti dal punto di vista energetico, componenti elettronici compostabili o robot che possano essere riparati e riutilizzati. Accessibilità universale significa che la robotica non deve andare a beneficio solo delle regioni benestanti o delle industrie specializzate. Le tecnologie devono essere accessibili, di facile manutenzione e utilizzabili anche laddove sono più urgentemente necessarie.

I ricercatori attribuiscono particolare importanza al concetto di simbiosi. La robotica non deve limitarsi a svolgere in modo efficiente singoli compiti, ma deve creare il massimo beneficio possibile per le persone, l’ambiente e l’economia. «La domanda più importante non è se un robot sia tecnicamente particolarmente avanzato», afferma Kovač. «Ciò che conta davvero è: chi ne trae vantaggio – e quali sono gli effetti dei sistemi autonomi sul nostro pianeta?»

Sviluppare ulteriormente la robotica per la rigenerazione e il beneficio reciproco

In futuro, ad esempio, i sistemi automatizzati potrebbero monitorare le barriere coralline danneggiate e favorirne la rigenerazione. A ciò si contrappongono applicazioni come la robotica per l’estrazione mineraria in acque profonde, le cui conseguenze ecologiche possono essere valutate in modo decisamente critico. Per i ricercatori, questo confronto dimostra che non è determinante solo ciò che i robot sono in grado di fare dal punto di vista tecnico, ma anche a quale scopo servono e quale relazione instaurano con l’ambiente circostante. «Utilizziamo il termine “simbiontico” perché desideriamo sviluppare la robotica oltre la mera efficienza e l’utilizzo delle risorse, orientandola verso la rigenerazione, la responsabilità e il beneficio reciproco», spiega Kovač.

Dalla visione all’applicazione pratica

Le idee formulate nel manifesto stanno già plasmando oggi la ricerca nel «Laboratory of Sustainability Robotics» comune all’Empa e all’EPFL, diretto da Kovač nell’ambito della sua cattedra congiunta. Il laboratorio combina robotica, «Physical AI», scienze dei materiali e scienze ambientali per sviluppare sistemi robotici mobili destinati al monitoraggio ambientale distribuito e alla produzione autonoma in ambienti naturali complessi. Tra i punti focali della ricerca figurano la robotica bioispirata, l’hardware multifunzionale e la locomozione multimodale. Con questo approccio interdisciplinare, il team di Kovač intende tradurre i principi della robotica sostenibile in tecnologie concrete e, al contempo, promuovere la ricerca, la didattica e la cooperazione internazionale in questo nuovo campo di ricerca.

Queste attività sono integrate dal «Competence Centre for Sustainability Robotics» (CCSR). Il centro di competenza, attualmente in fase di costituzione presso l’Empa, è sostenuto dal Cantone di Sciaffusa e promuove la ricerca, l’innovazione e la collaborazione per l’ulteriore sviluppo della robotica sostenibile.

Il contributo agli ecosistemi, alle infrastrutture e alla qualità della vita è fondamentale

A lungo termine, la sostenibilità nella robotica dovrebbe diventare un dato di fatto tanto quanto lo sono oggi gli standard di sicurezza. «Il successo della robotica sostenibile non si misura in base al numero di robot che costruiamo », afferma convinto Kovač. «Ciò che conta è il contributo positivo che questi sistemi apportano agli ecosistemi, alle infrastrutture e alla qualità della vita delle persone.»