Tra Siena e Pechino, la rivoluzione del tatto che cambia la robotica

Arrivato per la prima volta a Pechino per partecipare come relatore alla Fiera Mondiale della Robotica, Domenico Prattichizzo (nella foto di apertura) ha trovato qualcosa di più dell’altissimo livello tecnologico esposto nei padiglioni: il sorriso e l’entusiasmo genuino di ricercatori e imprenditori locali.

Un’energia che lo scienziato italiano paragona al boom industriale europeo degli anni Settanta e che lo ha convinto a puntare sulla Cina per la prossima sfida di WeArt, la startup di cui è co-fondatore insieme al CEO Guido Gioioso e al CTO Giovanni Spagnoletti.

Il professore dell’Università di Siena, che da vent’anni lavora su manipolazione e tatto, è qui per proporre una chiave che ritiene vincente per lo sviluppo degli umanoidi: usare la teleoperazione con feedback aptico per generare dati di addestramento di qualità superiore, quelli che contengono non solo il movimento, ma l’intelligenza dell’operatore umano.

Le aziende che oggi sviluppano umanoidi si stanno concentrando su gambe e tronco, ma il vero limite è rappresentato dalle mani, che devono diventare multi-dita e sensorizzate.

Senza tatto, un robot può ballare o portare un bicchiere, ma non può eseguire compiti fini come un farmacista che maneggia una provetta o un sarto che lavora un tessuto. La teleoperazione, con il guanto WeArt che restituisce forza e temperatura, permette di catturare i dati reali di queste operazioni, infondendoli con l’esperienza umana.

È un approccio opposto a quello di chi usa semplici telecamere montate sulla testa: lì si vede la mano, ma non si sente la forza, e senza quella, qualsiasi tentativo di addestramento autonomo è destinato a fallire.

L’obiettivo è creare piattaforme di acquisizione dati per settori chiave come il farmaceutico, il tessile e l’alimentare, fornendo a chi produce umanoidi gli strumenti per insegnare alle loro macchine un compito che per noi è scontato, ma per loro resta un mistero: il semplice gesto di afferrare.

E il futuro, per lo scienziato italiano, è già scritto in parte in queste partnership. Anche quando le flotte di umanoidi saranno autonome, serviranno centri di teleoperazione per risolvere i casi di blocco, uno ogni duecento robot. Un mercato che WeArt intende aggredire non come costruttore di robot, ma come fornitore di quella “informazione tattile” che manca.

Dai laboratori al mercato, la sfida aptica di WeArt

La carriera di Prattichizzo è un esempio di come si possa coniugare il rigore della ricerca accademica con l’audacia dell’imprenditoria. Il suo “DNA” scientifico poggia su due pilastri solidi: le tecnologie di manipolazione, tanto da aver curato il capitolo sulla prensione per lo Springer Handbook of Robotics, e le metodologie tattili, su cui vanta il paper più scaricato e citato della IEEE Transactions on Robotics.

Ma la sua ambizione non si è fermata ai confini dell’università. Per fare davvero la differenza, ha capito di dover uscire dal laboratorio, fondando startup e brevettando idee, ma anche raccontandole a teatro o in un TED Talk, perché “divulgare è il modo migliore per chiarirsi le idee”.

Ha ricoperto ruoli di vertice nel panorama internazionale, come la presidenza della Eurohaptics Society e il ruolo di editor in chief della rivista più importante del settore, e ha organizzato a luglio la conferenza Eurohaptics con circa cinquecento partecipanti, di cui duecento asiatici.

Prattichizzo ha scelto con cura le persone con cui condividere l’avventura imprenditoriale di WeArt. Non un matrimonio di comodo, ma una selezione dei migliori ricercatori del suo gruppo, il SIRSLAB, per sviluppare la migliore idea imprenditoriale tra quelle già brevettate.

“Se devi fare un’avventura dove spendi una gran parte dell’energia della tua vita”, racconta, “devi farla con persone di cui ti fidi veramente”.

Il risultato è un guanto aptico che oggi ha sei punti di contatto – cinque dita e palmo – in grado di veicolare non solo forza, ma anche texture e temperatura.

Un dispositivo che si è evoluto grazie al feedback dei primi clienti e che ora trova applicazione nella realtà virtuale, nel medical training e persino nel mondo della moda, dove permette di “sentire” la consistenza dei tessuti toccati da uno stilista come Giorgio Armani.

La strategia di sviluppo di WeArt è un modello di efficienza: il cuore tecnologico aptico è stato mantenuto nel laboratorio di Siena, mentre design, Bluetooth, app e sviluppo business sono stati affidati a un team a Milano, con l’integrazione di partner esterni poi diventati dipendenti.

Per ottenere visibilità e impatto a livello globale senza avere le risorse di grandi hub tecnologici come la California o Shenzhen, i ricercatori e imprenditori italiani devono concentrare tutte le energie su poche competenze chiave, in questo caso manipolazione e tatto, per costruire un’expertise riconosciuta a livello globale.

Questa scelta ha pagato, portando Prattichizzo a diventare presidente della Eurohaptics Society per cinque anni e editor in chief della IEEE Transactions on Haptics per altrettanti.

Il guanto WeArt rappresenta un salto qualitativo rispetto alle tecnologie indossabili precedenti, che si limitavano a vibrare. Ogni punto di contatto integra tre tipi di attuazione: un motore per la pressione, che applica forze di indentazione sulla pelle; un attuatore piezoelettrico per simulare la texture; e una cella Peltier per trasmettere la temperatura.

In una demo con il robot umanoide Unitree, l’operatore indossa il guanto e controlla ogni dito della mano robotica in tempo reale. Mentre il robot afferra una bottiglia, un sacchetto di tè o un cubetto di ghiaccio, i sensori della mano robotica misurano le forze e le trasmettono al guanto, permettendo all’operatore di sentire il peso, la consistenza e persino il caldo o il freddo dell’oggetto.

Questi dataset vengono poi utilizzati per addestrare reti di intelligenza artificiale, che imparano a generalizzare e a eseguire autonomamente i compiti appresi. Un approccio che Prattichizzo ritiene vincente rispetto ai metodi attuali, perché infonde nei dati non solo il movimento, ma l’esperienza sensoriale e cognitiva dell’esperto umano.

Il sesto dito robotico e la simbiosi uomo-macchina

In questo dialogo tra uomo e robot, tra Italia e Cina, Prattichizzo si muove con la curiosità di chi sa che la tecnologia, da sola, non basta: serve l’entusiasmo e la visione per renderla davvero utile alla specie umana.

Oltre alla teleoperazione per l’addestramento, Prattichizzo è un convinto sostenitore della “human augmentation”, la simbiosi tra uomo e robot in cui la macchina diventa un’estensione del corpo e l’uomo mantiene pieno controllo e agenzia.

Un esempio emblematico è il sesto dito robotico, un braccialetto indossabile che fornisce un dito aggiuntivo ai pazienti colpiti da ictus. La loro mano è anatomicamente intatta ma non funzionante, e non si può usare una protesi.

Il dito robotico, lavorando in combinazione con la mano chiusa, consente di afferrare oggetti e svolgere compiti quotidiani, restituendo autonomia e dignità. Alessandro Bondi, un paziente di 52 anni che amava la sua barca e non poteva più guidarla dopo un ictus, ha potuto tornare a farlo grazie a questo piccolo dispositivo, che in molte cliniche di riabilitazione sta già facendo la differenza.

Un’altra applicazione riguarda il controllo di bracci robotici da parte di persone su sedia a rotelle. L’utente, con movimenti residui, controlla il robot e ne percepisce le azioni tramite feedback tattile, mantenendo l’agenzia dell’azione.

Per Prattichizzo, questo è cruciale per le attività emotivamente significative: servire un drink a un familiare, spalmare una crema sul proprio braccio.

“Non voglio che sia un robot a farlo per me”, afferma, “voglio essere io l’agente”.

In ambito industriale, un braccialetto sensorimotorio collega un operaio a un robot esterno, riducendo i tempi di assemblaggio e migliorando l’integrazione, senza gravare fisicamente sul lavoratore con un esoscheletro pesante.

Su dieci robot, nove possono lavorare da soli, ma uno deve lavorare insieme all’uomo, per mantenerlo nel loop produttivo e dargli un senso di utilità.

La riflessione di Prattichizzo si spinge fino alle frontiere della medicina e dell’esplorazione spaziale. Insieme a una collega medico, ha sviluppato un’idea rivoluzionaria: far “battere” i tessuti non cardiaci con la sua tecnologia tattile per rallentare la proliferazione dei tumori.

Applicata ai melanomi, la tecnica ha ridotto la velocità di crescita del tumore della metà, con esperimenti su animali già riusciti e ora in fase di avvicinamento alla sperimentazione umana. E per il futuro, immagina la colonizzazione di Marte non con mille uomini, ma con due esseri umani e cento robot che obbediscono loro, dove l’uomo resta l’agente principale e la macchina è un’estensione.

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