Ci sono macchine operatrici che avanzano affiancate da uno stormo di droni e condotte da operatori che indossano visori a realtà aumentata. Macchine che dialogano in tempo reale con un centro di controllo a migliaia di chilometri di distanza e che, grazie al riconoscimento biometrico, adattano le proprie performance all’operatore che le conduce.  Sullo schermo del computer scorrono immagini di prototipi, test, e diagrammi. Ma non siamo sul set di un film di fantascienza o in qualche laboratorio militare segreto. Più semplicemente si tratta della campagna ferrarese, dove si  trova la  sede di Imamoter, l’istituto di ricerca del CNR dedicato alle macchine movimento terra e per l’agricoltura.

In attesa  della 29ª edizione di Samoter, il Salone  internazionale triennale dedicato alle macchine da movimento terra, da cantiere e per l’edilizia, a Veronafiere dall’8 all’11 maggio insieme ad  Asphaltica, Salone delle soluzioni e tecnologie per produzioni stradali, sicurezza e infrastrutture, al direttore di Imamoter, l’ingegner Roberto Paoluzzi, abbiamo chiesto di raccontarci come saranno le macchine del futuro. Scoprendo che in molti casi il futuro è già arrivato o sarà tra noi davvero in tempi brevissimi.

«La macchina del futuro esteriormente non sarà molto diversa da quella attuale  – racconta Paoluzzi mentre mostra un prototipo di ingranaggio realizzato con una stampante 3D – perché è frutto di una evoluzione funzionale che dura da oltre un secolo. Ma sotto la pelle, che magari sarà più accattivante come aspetto, sarà molto diversa: ma non uso il futuro, passo al presente perché quello di cui parlo è già realtà ora e deve solo essere trasferito alla fase industriale. Quindi, sta cambiando la comunicazione con l’operatore, l’efficienza energetica, la struttura stessa grazie all’uso di materiali nanostrutturati e autoriparanti. Siamo pronti ad avere macchine davvero policombustibile e ibride».

Il team dell’Imamoter, nonostante le difficoltà comuni a tutto il mondo della ricerca italiano, sono assolutamente all’avanguardia, a livello mondiale, in questo campo. E Paoluzzi ha voluto mostrarci in anteprima alcuni risultati di queste ricerche: «Partiamo dalla realtà aumentata: per capirci la possibilità di indossare un visore sul quale compaiono sovrapposte alla realtà una serie di informazioni aggiuntive. È  una delle aree sulle quali stiamo puntando di più in questo momento perché vediamo l’applicabilità a più breve termine: non richiede investimenti significativi ma allo stesso tempo ha un impatto notevole.

Abbiamo sviluppato una applicazione che riconosce i componenti, ad esempio di un motore o di una pompa oleodinamica, e li restituisce in esploso 3D navigabile in ogni direzione. Una applicazione che potenzialmente manda in pensione i manuali di manutenzione e che permette all’operatore di vedere le fasi di montaggio e smontaggio del pezzo, le sue caratteristiche,  gli attrezzi di cui ha bisogno e anche di ordinare direttamente l’eventuale ricambio.  Il tutto davanti ai propri occhi, mentre lavora e con le mani libere. Ovviamente è possibile la connessione sia a una rete locale che a un server aziendale su cloud.

Le potenzialità sia per la manutenzione, che per  dimostrazioni in fiera sono enormi.  Una altra applicazione della realtà aumentata è una app per la lettura dei cruscotti delle nuove macchine. Si crea un cruscotto virtuale, si clicca il pulsante che si vuole e l’app ti dice che cosa è e come funziona. Può  servire per vendere il prodotto e addestrare l’operatore».

Per Paoluzzi un secondo filone è quello del controllo in remoto di macchine operatrici: «Abbiamo sviluppato un prototipo che ora è montato su una cippatrice: una serie di sensori raccoglie tutti i dati necessari sia del tool utilizzato (in questo caso dei coltelli che sminuzzano il legno) che della macchina operatrice e li invia ad un server centrale. Qui è possibile avere tutto sotto controllo e inviare all’operatore tutte le informazioni utili. Pensiamo a macchine da cava o cantiere in aree difficili come la foresta amazzonica o l’interno della Cina. È possibile fornire una assistenza continua e predittiva che permette di diminuire i guasti e aumenta l’efficienza della macchina stessa».

Ancora più rivoluzionario è l’utilizzo di materiali innovati per diminuire l’attrito di parti meccaniche. «In questo campo siamo i primi in assoluto, nessuno ci aveva pensato prima. Per capirci –racconta Paoluzzi –nuovi materiali potranno diminuire sensibilmente il coefficiente di attrito, ad esempio in pompe oleodinamiche, e portare a minori usura e perdita di potenza: insomma, è una strada davvero promettente per aumentare l’efficienza delle macchine».

Ma al CNR stanno lavorando anche sulla robotica che in questa fase vuol dire droni per le macchine agricole. Un’applicazione che in futuro, con adeguati sensori, potrà essere mutuata anche nel settore della macchine movimento terra.  Mentre sullo schermo del computer scorrono le immagini di un trattore circondato da una flotta di droni, Paoluzzi spiega: «Stiamo integrando dei sensori che sfruttano  materiali nanostrutturati su dei droni da utilizzare nel settore agricolo per monitorare lo stato di salute delle piante o il livello di maturazione della frutta. Alcuni droni sul tetto di un trattore in azione, partono, volano autonomamente e fanno la mappatura, poniamo di un frutteto.  Ipotizziamo che ci sia da fare un trattamento con fitofarmaci: il drone in funzione della situazione delle piante davanti al trattore decide, metro per metro quanto fitofarmaco deve essere spruzzato dialogando direttamente con lo sprayer montato sul mezzo».

Meno spettacolare ma altrettanto rivoluzionaria, è la ricerca sulla trasmissione dati: «Un gruppo di ricerca – fa sapere il direttore dell’Imamoter – si sta occupando di protocolli trasmissione dati integrati a bordo macchina. Stiamo sviluppando un nuovo protocollo che sfrutta una rete ethernet, con notevoli semplificazioni in termini di cablaggio all’interno della macchina. In più  abbiamo  realizzato un gateway che permette di trasferire in modo sicuro queste informazioni in modalità wifi.  Avere delle reti di sensori wireless è un grandissimo vantaggio. Oggi in una macchina normale ci sono circa 150 km di cavi che significa il 10% del costo di realizzazione di una macchina tra cablaggi e materiali».

Infine il tema dell’efficienza energetica. «L’obiettivo – afferma Paoluzzi – è arrivare ad avere motori davvero policombustibili, in grado cioè di essere alimentabili con gas metano, gasolio, idrogeno, benzina o biocombustibile  senza bisogno di cambiare nulla nel motore, solo con degli adattamenti dell’elettronica di controllo e di gestione. Ci stiamo lavorando. Pensiamo che il motore più adatto sia quello a turbina che ha anche il migliore rapporto tra peso, dimensioni e potenza prodotta. Ma sicuramente in una fase intermedia questa tecnologia sarà applicata ai motori diesel».

Di una cosa Paoluzzi è certo: «Queste tecnologie non sono il futuro lontano, sono il domani se non l’oggi. Voglio sottolineare che non stiamo parlando di ricerche teoriche o che potranno essere concretizzate fra decenni. Certamente in questa fase l’industria ha più difficoltà ad investire, ma sono certo che l’innovazione proprio in un momento come questo è uno dei driver fondamentali per la competitività del nostro tessuto produttivo e quindi anche del settore delle macchine da cava e cantiere».