Nell'ultimo anno ho scritto alcuni articoli sul blog che menzionavano i robot, e ora ne ho comprato uno. Probabilmente, però, non si tratta del tipo di robot a cui stai pensando.
Dopo dieci anni di onorato servizio, il mio trattorino tosaerba da 450 kg e 24 CV è stato sostituito da un tosaerba autonomo Husqvarna altrettanto costoso, ma del peso di soli 10 kg. Questo tosaerba dovrebbe funzionare con soli 35 euro di elettricità l'anno, rispetto ai circa 300 euro di benzina del vecchio trattorino. Altri risparmi includono il mio tempo e l'impatto ambientale della produzione di 10 kg di quello che sembra principalmente plastica (in realtà, probabilmente, si tratta soprattutto della batteria agli ioni di litio) rispetto a 450 kg di metallo.
Il tosaerba autonomo soddisfa una delle 3 "D" che caratterizzano i compiti che verranno assunti dai robot. Le 3 "D" sono le iniziali dei termini inglesi "Dull", "Dangerous" e "Dirty" (rispettivamente "monotono", "pericoloso" e "sporco"). All'inizio dell'anno mi piace tagliare l'erba, ma qui in Irlanda, durante l'estate, l'erba deve essere tagliata ogni 5 giorni e diventa un compito monotono.
Figura 1 - Il mio tosaerba autonomo
L'installazione del robot ha richiesto quasi una giornata intera, perché l'ho installato da solo. Si deve posare un apposito cavo su tutto il perimetro del prato e fissarlo con dei picchetti. Il tosaerba cambia direzione quando rileva il segnale di tale cavo perimetrale. Si possono anche aggiungere dei cerchi più piccoli di cavo intorno alle aiuole e agli oggetti più grandi che potrebbero danneggiare il robot. Le sezioni di cavo dritto che dal perimetro esterno raggiungono i vari ostacoli nel giardino devono essere posate in modo ravvicinato, cosicché, suppongo, il campo elettrico del cavo perimetrale si annulli. Un esempio di uno di questi cerchi è raffigurato nella figura di seguito.
Figura 2 - Come evitare gli ostacoli, ad esempio gli alberi, installando un cerchio del cavo perimetrale intorno ad essi.
È anche possibile aggiungere dei cavi guida per aiutare il tosaerba ad accedere alle aree più difficili da raggiungere, come la zona "A" nella figura precedente. Io ho installato tre di questi cavi guida. Quando parte dalla stazione di ricarica, il robot si muove per un intervallo di tempo casuale lungo uno dei cavi guida, per poi staccarsene e prendere una direzione casuale. Il cavo guida aiuta il robot anche a ritrovare la stazione di ricarica quando la batteria sta per esaurirsi. Il robot potrebbe seguire il cavo perimetrale, ma è più rapido seguire uno dei cavi guida quando ne incrocia uno.
Figure 3 - Schermata tratta dall'app dello smartphone che mostra il percorso casuale del robot all'interno di un giardino
Quando taglia l'erba, il robot si muove nel giardino seguendo un percorso pseudocasuale. Nelle versioni dotate di sensore GPS, il tosaerba utilizza tale sistema per stabilire quando non è stato in una determinata parte del giardino per un periodo di tempo prolungato. Esiste anche un'app con cui è possibile vedere dove si trova il robot in ogni istante, essere avvisato se il dispositivo viene fermato o se lascia una determinata area di sicurezza, sapere quando viene modificata l'altezza di taglio e ordinare al robot di tornare alla stazione di ricarica.
Figure 4 - Io mentre guardo il robot che fa il lavoro al posto mio.
Uno dei problemi del tosaerba automatico è che pensavo di poter utilizzare la funzione di superamento (Over-run) per tenerlo lontano dai miei narcisi. La funzione di superamento stabilisce quanto il robot può superare il cavo perimetrale prima di cambiare direzione. Tuttavia, pare che questa impostazione sia unipolare e sia possibile solo aumentarne il valore e non diminuirlo. Di conseguenza, dovrò comunque usare il mio trattorino tosaerba fino a maggio.
Figura 5 - I narcisi che stanno ritardando l'impiego del tosaerba automatico.
Un altro problema è l'individuazione delle interruzioni della linea nel cavo perimetrale. In gennaio avevo acceso la stazione di ricarica e il robot per assicurarmi che il cavo guida fosse ancora intatto. E lo era. Lo scorso weekend li ho riaccesi e gli indicatori mi davano una luce blu lampeggiante che segnala un'interruzione del cavo guida perimetrale. È possibile localizzare il guasto in uno dei tre segmenti in cui è suddiviso il perimetro utilizzando i cavi guida installati per consentire al tosaerba di accedere alle parti del giardino più difficili da raggiungere. Se si utilizzano i cavi guida per individuare il guasto, alla fine ci si ritrova con un segmento di 100 m in cui è possibile trovare l'interruzione ricorrendo a una radio portatile. Se si sposta la radio sulla parte collegata del cavo, essa passa dalla riproduzione di un leggero rumore, al silenzio o a un rumore più forte. Ci si sposta carponi, muovendo la radio fino a trovare una parte silenziosa del cavo. Mi ci è voluta circa un'ora per trovare l'interruzione e ho scoperto che ero stato io a danneggiare il cavo, piantando una vanga nel terreno quando avevo deciso di fare una pausa mentre piantavo alcune patate. Un tosaerba completamente autonomo non avrebbe bisogno del cavo guida e immagino che il problema sia in qualche modo analogo a quello che si potrebbe riscontrare con un AGV (veicolo a guida automatica) all'interno di una fabbrica, poiché anche tale veicolo ha bisogno di un cavo guida.
Figure 10 - Radio portatile sintonizzata su 272 kHz per trovare un'interruzione del cavo perimetrale
Questo è un blog sulla sicurezza funzionale e i ragazzi della sicurezza adorano gli standard, quindi mi chiedo quali standard si potrebbero applicare in questo caso. Il tosaerba autonomo può essere classificato come robot autonomo, poiché risponde agli input dei sensori (cavo perimetrale e sensori ultrasonici di collisione), decide cosa fare e non richiede una supervisione costante.
Tale tosaerba non soddisfa la definizione di robot industriale in base allo standard ISO 10218-1 (non è programmabile su tre o più assi e non viene utilizzato in applicazioni di automazione industriale). Sembrerebbe tuttavia soddisfare la definizione di robot di servizio indicata nello standard ISO 13482.
Figura 6 - Definizione di "robot di servizio" in base allo standard ISO 13482
La maggior parte degli standard relativi ai mobot (robot mobili) come ISO 3691-4, R15.08 e B56.5 si riferisce ai robot industriali, quindi, a conti fatti, penso che l'ISO 13842 sia la norma più adatta all'applicazione.
Lo standard ISO 13848 utilizza i livelli di prestazione della norma ISO 13849 come misura della sicurezza raggiunta e i robot che raggiungono velocità fino a 20 km/h rientrano nell'ambito dell'applicazione.
La norma ISO 5395-1 si applica ai tosaerba da giardino dotati di motore a combustione e quindi non è pertinente per i tosaerba elettrici a batteria.
Anche lo standard IEC 60730-1 relativo ai sistemi di controllo per elettrodomestici sembrerebbe pertinente.
Consultando il manuale dell'utente per capire quali standard possano essere applicati, ho trovato menzionata la Direttiva macchine (2006/42/CE).
EN 50636-2-107:2015 – Sicurezza degli apparecchi elettrici d'uso domestico e similari – Parte 2-107: prescrizioni particolari per robot tosaerba elettrici alimentati a batteria
Il manuale dell'utente elenca diversi standard relativi al rumore e all'EMC.
Poiché il tosaerba autonomo è una macchina, la valutazione del rischio dovrebbe basarsi sulla norma ISO 12100 e l'ISO 12100 e gli standard associati insistono sulla seguente gerarchia di misure per la riduzione dei rischi. Innanzitutto, è necessario provare a eliminare il rischio, se ciò non è possibile, bisogna elaborare una soluzione (ad esempio una funzione di sicurezza o una protezione) e infine avvisare e informare. Penso che i progettisti del tosaerba autonomo abbiano eliminato i rischi, rendendo non applicabili gli standard per la sicurezza funzionale. Un esempio di eliminazione dei rischi sui tosaerba autonomi è rappresentato dalle lame.
Figura 7 - Lame di un tosaerba autonomo
Le lame di un tosaerba autonomo sono molto piccole rispetto a quelle di un tosaerba tradizionale. Inoltre, esse si piegano verso l'interno se colpiscono un ostacolo e ritornano a posizionarsi verso l'esterno grazie alla forza centrifuga una volta che la base inizia a girare di nuovo liberamente (penso che questo meccanismo serva più a non danneggiare le lame che a evitare incidenti). Immagino che possano tagliare, ma non amputare un arto. Se si cerca su Google "lawnmower", "accidents" e "children" (i termini inglesi per "incidenti", "tosaerba" e "bambini"), verranno visualizzati molti riferimenti tra cui uno che segnala che negli Stati Uniti si registrano ogni anno più di 86.000 incidenti correlati ai tosaerba, con un numero maggiore di infortuni dovuti ai trattorini tosaerba rispetto a quelli causati dai tosaerba a spinta. Le dimensioni ridotte delle lame sono sicuramente d'aiuto per il problema degli infortuni. I robot hanno anche una massa ridotta e lati arrotondati, quindi il rischio di collisioni dovrebbe essere basso. Potrebbero tuttavia rappresentare un pericolo di inciampo. Sono dotati anche di un sensore che rileva se il tosaerba è capovolto per bloccarne le lame.
Sono sicuro che ci sono altri standard pertinenti, come quelli relativi ai sistemi di ricarica della batteria agli ioni di litio, ma questo sarà un ottimo argomento per un'altra occasione.
Tutto sommato, sono molto contento del tosaerba autonomo che ho acquistato e mi chiedo cosa ci riservi il futuro. Finora, il mercato dei robot domestici è stato suddiviso tra varie aziende che hanno bruciato denaro senza ottenere molto successo. Mi piace in particolare il simpatico Mayfield Kuri visto in questo video. Purtroppo credo che questa iniziativa, sostenuta da Bosch, sia ora conclusa. Vedere qui per maggiori informazioni. Forse c'è bisogno di qualcosa di più di un animaletto intelligente. Il Kuri non è l'unico esempio di robot domestico, ma credo che, al momento, anche l'Honda Asimo sia stato ritirato dal mercato.
Figura 8 - Mayfield Kuri
Altre aree di crescita significativa sono quelle che riguardano i robot per la cura della persona, rivolti in particolare all'assistenza degli anziani, oltre che a consentire il risparmio di tempo nelle faccende domestiche e forse scriverò un articolo sul blog su tale argomento in futuro.