Cosa fa un ingegnere robotico?

Gli ingegneri robotici si occupano di tutto, dalla costruzione, verifica e manutenzione dei robot allo sviluppo di nuove interfacce per interagire con essi.

e sono molte le ragioni che spingono una persona a diventare un ingegnere robotico, ovvero a progettare, costruire e testare i robot e le piattaforme su cui funzionano. Per alcuni, è per poter dire di aver dato una mano al futuro. Altri, invece, amano creare cose nuove e sfidare se stessi a trovare soluzioni a enigmi complicati, come lo sviluppo di una mano robotica in grado di afferrare gli oggetti come fanno gli esseri umani.

Ma per alcuni ingegneri robotici, come Jinxing Li, professore assistente presso il Dipartimento di Ingegneria Biomedica della Michigan State University, l’interesse per la robotica è più filosofico, riflessivo e radicato nel mondo naturale.

Che cos’è un ingegnere robotico?

Un ingegnere robotico progetta, costruisce e testa robot e piattaforme robotiche. In genere, gli ingegneri robotici devono essere abili in matematica e curiosi del mondo che li circonda.

“Costruire qualcosa che possa replicare noi stessi o altre creature è un desiderio intrinseco degli esseri umani e una curiosità intrinseca anche per me”, ha dichiarato Li a Built In. “Di conseguenza, madre natura è sempre la più grande fonte di ispirazione per costruire robotica”.

Per Li, il cui lavoro si è concentrato sullo sviluppo di microrobot – essenzialmente minuscoli robot che hanno il potenziale di trattare malattie e infezioni – la robotica non è solo un mezzo per “comprendere noi stessi come vita”; è anche un modo per salvare vite umane.

Gli ingegneri robotici indossano molti cappelli diversi: progettista, costruttore, collaudatore, ingegnere, insegnante. Lavorano anche in molti settori diversi, costruendo tutti i tipi di robot, da quelli mobili autonomi a quelli collaborativi che lavorano a fianco degli esseri umani nei magazzini, fino ai robot che stampano la pelle, come quello che Deanna Hood, ingegnere robotico australiano, ha contribuito a sviluppare.

Nel 2020, Hood si è trasferito a Sydney per lavorare con i chirurghi allo sviluppo di un robot in grado di stampare la pelle per aiutare a guarire le persone con gravi ustioni.

Cosa fa un ingegnere robotico?

Gli ingegneri robotici sono coinvolti in molti settori e applicazioni.

• Progettano robot che possono lavorare a fianco degli esseri umani nelle fabbriche o in altri settori come l’ospitalità e la sanità.
• Costruiscono piccoli robot per usi biomedici, come il monitoraggio e il trattamento delle malattie.
• Si occupano anche della manutenzione dei robot e dello sviluppo di software per consentire ai robot di operare in modo autonomo.

“Sembra fantascienza, ma i robot che ho contribuito a progettare permettono ai chirurghi di stampare in 3D le cellule della pelle del paziente direttamente nella sua ferita, il che, incredibilmente, innesca il corpo a ‘guarire da solo’ e a rigenerare nuova pelle”, ha raccontato Hood a Built In. “È stato gratificante e affascinante lavorare a fianco dei chirurghi per progettare un prodotto in grado di salvare la vita dei pazienti, soprattutto perché l’ho fatto utilizzando robot, codifica e altre tecnologie che amo”.

Non tutti gli ingegneri robotici hanno un impatto diretto sulla salute e sul benessere degli altri esseri umani, come Hood e Li. Alcuni lavorano dietro le quinte per mettere in circolazione veicoli autonomi o per sviluppare robot umanoidi in grado di tagliare l’erba. Altri progettano robot in grado di prendere un prodotto specifico da uno scaffale del magazzino o lavorano a robot sociali in grado di interagire con gli esseri umani.

“Non è necessario essere un medico, un terapista occupazionale o un insegnante per aiutare le persone: io ho letteralmente lavorato con tutti loro come robotista”.

Ma se una persona vuole davvero aiutare gli altri in un modo che possa salvare delle vite, la robotica è un buon percorso.

Quasi tutte le “professioni di cura” oggi si affidano alla tecnologia per aiutare i loro clienti e pazienti, come il robot per la stampa della pelle per i chirurghi che si occupano di ustioni, o il bioprinter 3D per i ricercatori sul cancro a cui ho lavorato, o il partner robotico per i bambini con difficoltà di apprendimento”, ha detto Hood. “Non è necessario essere un medico, un terapista occupazionale o un insegnante per aiutare le persone: io ho letteralmente lavorato con tutti loro come robotico”.

Lauree e competenze necessarie per l’ingegneria robotica

Non esiste un unico percorso accademico per accedere all’ingegneria robotica, anche se alcune discipline, come la matematica e l’ingegneria elettrica, sono più popolari di altre. E se le competenze tecniche sono importanti, lo sono altrettanto altri attributi, come la creatività, la pazienza e la capacità di lavorare bene con gli altri.

Quando Hood era bambina, non era una grande inventrice. Hood era appassionata di matematica, tanto da saltare due classi alle superiori. A 15 anni Hood ha iniziato l’università, dove si è laureata in questa materia, aggiungendo l’ingegneria elettrica come doppia specializzazione. Da lì ha conseguito un master in robotica e computer vision.

Da studente, Li si è dedicato anche all’ingegneria elettrica, con l’obiettivo di realizzare un giorno chip per computer più piccoli e più veloci. Con le aziende produttrici di semiconduttori che dominano il settore, si è presto reso conto che non c’erano molte opportunità per i ricercatori di avere un impatto. “Invece c’è molto spazio per miniaturizzare altri dispositivi oltre ai computer, come i dispositivi medici e la robotica”.

Lauree e competenze necessarie agli ingegneri robotici

• Le lauree pertinenti includono: matematica, ingegneria elettrica e meccanica, informatica, design (laurea, master e dottorato).
• Le competenze rilevanti includono: coding, creatività, pazienza, collaborazione, curiosità, resilienza.

Di conseguenza, ha conseguito il dottorato di ricerca in nanoingegneria, concentrandosi sulla robotica su micro e nano scala. Prima di dedicarsi alla robotica, Li ammette di aver desiderato di essere più abile nella codifica. La codifica, o programmazione, è ciò che dà vita a un robot, rendendolo in grado di svolgere i compiti per cui è stato progettato.

Sebbene la matematica e la codifica siano competenze importanti – C++ e Python sono linguaggi di programmazione robotica molto diffusi – quando si tratta di ingegneria robotica, la curiosità e la collaborazione sono state le forze trainanti del successo di Hood e Li nel settore.

Quando Hood ha lavorato al robot per la stampa della pelle, non è stata una missione solitaria o un singolo team di ingegneri robotici a svilupparlo: ha lavorato con un gruppo di persone, dai designer industriali per renderlo facile da usare ai chirurghi che hanno fornito un feedback sui progetti. “La collaborazione su dispositivi come questo è una necessità”, ha detto.

Anche per Li, gran parte della sua giornata, al di fuori della classe, consiste nel collaborare a progetti e alimentare la sua curiosità.

“La sera mi siedo tranquillamente per qualche ora a leggere e ad apprendere nuove pubblicazioni e progressi tecnologici”, ha detto. “Per me è il momento più rilassante per fare brainstorming di idee nuove e selvagge”.

Un set di competenze in evoluzione per gli ingegneri robotici

Jordan Sun, vicepresidente del prodotto presso Softbank Robotics, trascorre la sua giornata lavorativa lavorando con i team di prodotto e di ingegneria per garantire che i robot dell’azienda, come il cobot Whiz, siano operativi. Per quanto riguarda gli ingegneri robotici con cui collabora, ha assistito a una sorta di evoluzione per quanto riguarda le competenze: in pratica, non sono più così concentrati su una sola piattaforma o funzionalità.

Il settore è ora più complesso, ha detto, soprattutto quando si tratta di cobot. Lui e il suo team devono assicurarsi di non rendere le cose più difficili per i loro clienti, ma di generare valore neutralizzando i punti dolenti, ha detto, assicurandosi che il robot continui a lavorare in modo stabile e sicuro.

“Voglio che le persone abbiano un’ampia esperienza e conoscenza, in termini di lavoro non solo con un tipo di piattaforma, ma su tutte le piattaforme”, ha dichiarato Sun a Built In. “C’è molto da imparare al di là del semplice lavoro su un braccio robotico, per avere anche un po’ di esperienza e di autonomia, che sia all’aperto o al chiuso, o che abbia esperienza di lavoro con ingegneri del software, o come ingegnere del software, e scienziati informatici”.

Responsabilità di un ingegnere robotico

Le responsabilità quotidiane di un ingegnere robotico possono spaziare dalla stesura di proposte di sovvenzione alla collaborazione con team di progettazione e di prodotto, fino all’elaborazione di risposte a domande apparentemente impossibili, come nel caso di Hood: Come si fa a garantire che il robot su cui si sta lavorando sappia esattamente dove stampare nuova pelle su un paziente?

“In generale, sviluppo il ‘cervello’ di dispositivi nuovi e innovativi utilizzati da medici, terapisti occupazionali e ricercatori biomedici”, ha detto Hood. “Nel caso del robot per la stampa della pelle, mi sono concentrato sui problemi di ‘pensiero’ che avrebbero permesso al robot di somministrare rapidamente la terapia cellulare rigenerativa bioprinted 3D sulla ferita del paziente, indipendentemente dalla forma della ferita”.

Hood descrive questo tipo di domande come i tipici problemi che si riscontrano nel campo, essenzialmente “come percepire un ambiente dinamico complesso e poi decidere come agire di conseguenza, solo in contesti diversi”.

Carriere per ingegneri robotici

Mentre le opzioni di carriera per gli ingegneri robotici possono variare dall’insegnamento allo sviluppo di robot e piattaforme robotiche sia dal punto di vista dell’hardware che del software – o un mix di entrambi – i tipi di progetti su cui gli ingegneri robotici possono scegliere di lavorare sono quasi illimitati.

“Il fatto che si possa lavorare su qualsiasi cosa è il punto di forza di tutte le carriere tecnologiche, ma è anche ciò che rende difficile spiegarne l’impatto ai giovani che vogliono cambiare il mondo”, ha detto Hood. “La robotica di per sé è un campo astratto, ma è il ‘cosa’, non il ‘perché’. Nessun robot commerciale viene mai sviluppato senza un chiaro impatto sulla società – un ‘perché'”.

La robotica collaborativa è un settore che sembra essere in crescita, in quanto le aziende che lavorano nella logistica e in altri settori come quello manifatturiero si rivolgono sempre più ai cobot e ad altri tipi di robot per automatizzare i compiti più noiosi e colmare le lacune del mercato del lavoro. Secondo Sun, di Softbank Robotics, i cobot stanno ricevendo molta attenzione in questo momento.

“Penso che il mercato diventerà sempre più interessante con l’ingresso di diversi operatori SaaS e non solo di quelli hardware”, ha dichiarato Sun.

“‘Robotica’ di per sé è un campo astratto, ma è il ‘cosa’, non il ‘perché’. Nessun robot commerciale viene mai sviluppato senza un chiaro impatto sulla società – un ‘perché'”.

I veicoli autonomi sono un altro settore in cui gli ingegneri robotici possono avere un impatto, così come l’agricoltura e l’edilizia.

Se siete appena entrati nel settore, Hood suggerisce di iniziare in piccolo e di fare “cose che la gente non può impedirvi di fare”.

“Costruite le vostre cose, anche se sono semplici”, ha detto.

Aggiunge che i corsi online (si pensi alle offerte di Coursera), le simulazioni, gli eventi, il volontariato e la partecipazione a progetti open source come ROS, a cui ha contribuito, sono buone azioni da intraprendere.

“Tutte queste cose mi hanno aiutato a sviluppare le mie capacità tecniche e a creare connessioni preziose con le persone che lavorano nell’industria della robotica”, ha detto Hood.

E se si vuole aiutare gli altri, come fanno i professionisti della sanità e dell’istruzione, non è necessario diventare insegnanti o medici. “La tecnologia è alla base dell’innovazione in tutti questi settori”, ha detto Hood. “E di conseguenza, il mondo ha bisogno anche di tecnologi altruisti”.