Se si considerano gli Obiettivi di Sviluppo Sostenibile (Sustainable Development Goals o, con un acronimo, SDGs) delle Nazioni Unite, è chiaro che i robot giocano un ruolo immenso nel raggiungimento degli SDGs.

Tuttavia, il campo della robotica sostenibile va oltre il semplice ambito applicativo. Per ogni applicazione che la robotica può migliorare in termini di sostenibilità, è necessario affrontare anche la questione dei costi o dei benefici aggiuntivi lungo tutta la catena di fornitura: ossia, quali sono le “esternalità” o i costi/benefici aggiuntivi dell’uso dei robot per risolvere il problema.

L’uso della robotica comporta, infatti, una diminuzione o un aumento di:

La soluzione alle attuali sfide economiche ed ambientali globali non dovrebbe comportare l’aggravio dei problemi esistenti o la creazione di nuovi.

È, quindi, essenziale guardare oltre le soluzioni di prim’ordine, in cui la robotica può risolvere gli obiettivi di sviluppo sostenibile globale e indirizzarvi tutti i livelli cui la robotica può avere un positivo impatto.

Per inquadrare la questione, si propongono 5 “Livelli di sostenibilità”, proprio come i 5 livelli di autonomia hanno contribuito a definire le fasi della mobilità autonoma.

Livello 1: I robot per il miglioramento dei sistemi di riciclaggio

Il livello 1 della Robotica Sostenibile consiste, semplicemente, nel rendere più efficienti, accessibili e utilizzabili i processi esistenti nel campo della sostenibilità. Migliorare il riciclaggio, dunque. Ne sono testimonianza società come AMP Robotics, Recycleye, MachineEx, Pellenc ST, Greyparrot, Everlast Labs e Fanuc.

Ad esempio, grazie all’intelligenza artificiale ed alle braccia robotiche, alcune di queste aziende hanno riportato incrementi di efficienza fino al 30%.

Altri esempi di Livello 1 possono individuarsi nell’utilizzo di robot per migliorare il monitoraggio dell’acquacoltura, di robot per la pulizia o di robot per l’installazione di parchi solari e turbine eoliche.

Se la tecnologia robotica migliora le pratiche di riciclaggio esistenti, allora è verso il Livello 1 della robotica sostenibile che si volge lo sguardo.

Livello 2: I robot che consentono nuovo riciclaggio

Il Livello 2 della Robotica Sostenibile è quello in cui la robotica consente di riciclare nuovi materiali, nonché di impiegarli in nuovi settori industriali. Un ottimo esempio è Urban Machines, che recupera il legname dai cantieri edili e lo trasforma in materiali utilizzabili, cosa che prima era troppo difficile da fare su larga scala.

Altri esempi sono rinvenibili nella costruzione con materiali locali e nella stampa 3D robotica, come dimostrato dalla NASA Habitat Challenge, sponsorizzata da Caterpillar, Bechtel e Brick & Mortar Ventures.

Si pensi, ancora, ai robot addetti alla raccolta dei rifiuti negli oceani o nei laghi, come Waste Shark di Ran Marine, River Cleaning o Searial Cleaners, un’azienda del Quebec i cui robot sono stati impiegati nella Great Lakes Plastic Cleanup, contribuendo a rimuovere 74.000 pezzi di plastica da quattro laghi dal 2020.

Searial Cleaners punta a utilizzare il BeBot e il PixieDrone come strumenti di pulizia per spiagge, porti turistici e campi da golf; e il BeBot offre ampio spazio per il marchio aziendale. Le apparecchiature sono nate dalla missione del Great Lakes Plastic Cleanup (GLPC), intesa a sfruttare le nuove tecnologie contro i rifiuti. Il programma utilizza anche altri dispositivi, tra cui il Seabin, che si posiziona in acqua e aspira i rifiuti, ma anche il filtro Enviropod LittaTrap per gli scarichi delle acque piovane.

Se si tratta di un modo nuovo di praticare il riciclaggio con la tecnologia robotica, allora si tratta del Livello 2 della robotica sostenibile.

Livello 3: I robot che elettrificano tutto

Uno dei maggiori cambiamenti in termini di sostenibilità consentiti dalla robotica è il passaggio dai trasporti, dalla logistica e dai macchinari agricoli alimentati a combustibili fossili alla tecnologia BEV (Battery Electric Vehicle).

Oltre a ridurre radicalmente le emissioni, l’uso crescente di veicoli elettrici autonomi più piccoli per le lunghe, medie, brevi distanze può cambiare il numero totale di viaggi effettuati, oltre a ridurre la necessità di veicoli di grandi dimensioni a non pieno carico per viaggi più lunghi.

L’MK-V di Monarch Tractor è il primo trattore elettrico al mondo ed è “driver optional”, cioè può essere guidato o operare autonomamente, offrendo una maggiore flessibilità agli agricoltori. Naturalmente, l’uso crescente della visione computerizzata e dell’intelligenza artificiale in tutti gli agrobot aumenta la sostenibilità, consentendo un’agricoltura di precisione o rigenerativa con una minore necessità di soluzioni chimiche. Tecnicamente, questi miglioramenti alle pratiche agricole accedono al Livello 2 della robotica sostenibile.

Tuttavia, l’uso di robot agricoli completamente autonomi di dimensioni più piccole, come Meropy, Burro.ai, SwarmFarm, Muddy Machines e Small Robot Company, riduce anche le dimensioni e la compattazione del suolo associata alle macchine agricole e rende possibile la cura di piccole aziende agricole a strisce con le macchine. Questo è il Livello 3 della robotica sostenibile.

Livello 4: I Robot

Più alto è il livello di sostenibilità, più esso si addentra nel profondo della progettazione e della costruzione del sistema robotico. Passare dai combustibili fossili all’elettrico è un piccolo passo. Passare a materiali di provenienza o di produzione locale è un altro. Passare a materiali riciclabili è un altro passo ancora verso una robotica completamente sostenibile.

Gli OhmniLabs utilizzano la stampa 3D per la costruzione dei loro robot, il che consente loro di esportare i robot in 47 Paesi e di produrre localmente nella Silicon Valley.

Nel frattempo, i ricercatori della Cornell Wendy Ju e Ilan Mandel hanno introdotto l’espressione “Garbatrage” per descrivere l’opportunità di “prototipare” o costruire robot utilizzando componenti riciclati da altri dispositivi elettronici di consumo, come questi hoverboard.

“I tempi sono maturi per una pratica come il garbatrage, sia per ragioni di sostenibilità sia considerando le carenze di approvvigionamento a livello globale e i problemi di commercio internazionale degli ultimi anni”, hanno dichiarato i ricercatori.

Questo è un ottimo esempio del Livello 4 della robotica sostenibile.

Livello 5: I robot auto-alimentati e auto-riparabili

I robot che si autoalimentano, che si riparano o si riciclano da soli si collocano al Livello 5 della robotica sostenibile. Nella ricerca esistono soluzioni come MilliMobile: Un robot autonomo privo di batterie in grado di funzionare con l’energia solare e a radiofrequenza. MilliMobile, sviluppato presso la Paul G. Allen School of Computer Science & Engineering, ha le dimensioni di un centesimo di dollaro ed è in grado di governarsi da solo, percepire l’ambiente circostante e comunicare in modalità wireless utilizzando l’energia della luce e delle onde radio.

Ma non si tratta solo di ricerca. Negli ultimi due anni sono stati immessi sul mercato diversi robot agricoli a energia solare. Solinftec ha un robot irroratore a energia solare, così come EcoRobotix e AIGEN, anch'essi alimentati dal vento.

Invece di richiedere più robot specializzati, la robotica modulare ridurrà lo spreco di materiale e il fabbisogno energetico rendendo la robotica multiuso. Nel frattempo, le tecnologie di auto-alimentazione e auto-riparazione consentiranno ai robot di accedere a molte aree finora irraggiungibili, anche fuori dal pianeta, eliminando la nostra dipendenza dalla rete elettrica. Poiché i robot incorporano materiali autoriparabili, il ciclo di vita del prodotto si dilata. Questo è il livello 5 della robotica sostenibile.

Il futuro della robotica sostenibile

In attesa del futuro, ecco un paio di risorse per trasformare l’intera azienda in una società di robotica sostenibile. Sustainable Manufacturing 101 di ITA, l’Amministrazione del Commercio Internazionale e il Sustainable Manufacturing Toolkit dell’OCSE.