Questo articolo, realizzato proprio dall’Osservatorio Innovative Robotics, fa il punto su cosa sono davvero i robot umanoidi, come funzionano dal punto di vista tecnico e quali limiti separano ancora i prototipi dagli impieghi produttivi.
Secondo la definizione dell’Osservatorio Innovative Robotics, un umanoide è un robot dalla morfologia antropomorfa, progettato per operare in ambienti concepiti per gli esseri umani senza richiedere adattamenti infrastrutturali. La configurazione fisica che replica la struttura bipede e le proporzioni del corpo umano consente al sistema di interagire con oggetti, strumenti e spazi originariamente pensati per l’utilizzo da parte di persone.
Il punto chiave di questa definizione è la parola “senza”. All’interno di contesti industriali, un umanoide non è definito unicamente dal fatto di avere un aspetto simile a quello umano per ragioni estetiche o comunicative (che appaiono pur importanti soprattutto a livello commerciale e di attrazione degli investimenti), ma dal fatto che la sua forma gli permette di usare scale, utensili e postazioni di lavoro pensate per le persone, senza dover riconfigurare gli spazi (è il caso, per esempio, di contesti non organizzati attorno a una linea produttiva, come i cantieri navali, dove il robot deve spostarsi tra livelli diversi, scale e aree di lavoro variabili, offrendo, almeno in prospettiva, un vantaggio rispetto a robot mobili con ruote o a sistemi fissi). È questa caratteristica, più della somiglianza visiva, a distinguerlo da altre famiglie di robot innovativi come i cobot (robot collaborativi, progettati per lavorare a fianco delle persone) o gli AMR (Autonomous Mobile Robot, robot mobili che si spostano in autonomia in un ambiente).
Va detto che “umanoide” non è, oggi, una categoria giuridica definita. Come vedremo più avanti, l’assenza di una definizione legale univoca di robot, e a maggior ragione di umanoide, è uno dei nodi normativi ancora aperti.
Dal punto di vista ingegneristico, un umanoide deve risolvere contemporaneamente diversi problemi che, nella robotica industriale tradizionale, sono quasi sempre separati.
Camminare su due gambe significa gestire in tempo reale l’equilibrio dinamico: il controllo continuo del baricentro del robot mentre si muove, per evitare che cada. A differenza di un robot su ruote, un umanoide bipede è per definizione instabile. Ogni passo è una sequenza di micro-cadute controllate. I sistemi di controllo devono quindi elaborare continuamente i dati di sensori inerziali e di forza per correggere la postura, anche su terreni irregolari o in presenza di urti imprevisti. È uno dei motivi per cui, ancora oggi, la caduta resta un evento non del tutto eliminabile nei contesti reali, a differenza dei video promozionali dove le condizioni sono controllate.
Usare due mani in coordinamento, per esempio per sollevare un oggetto ingombrante o svolgere un compito che richiede una mano che tiene e un’altra che agisce, è un problema diverso e più complesso rispetto al singolo braccio robotico industriale. Richiede coordinamento tra i due arti, capacità di percepire la forza applicata (il cosiddetto force feedback) e presa adattiva, cioè la capacità di modulare la stretta della mano in base alla forma e alla consistenza dell’oggetto. È l’area in cui, oggi, la distanza tra dimostrazione e uso produttivo è probabilmente più ampia.
Un umanoide percepisce l’ambiente tramite telecamere, sensori di profondità e, in alcuni casi, sensori tattili. Ma la vera discontinuità degli ultimi anni non è nei sensori, quanto nel modo in cui i dati vengono elaborati. La Physical AI, l’applicazione dei modelli di Intelligenza Artificiale a sistemi che agiscono fisicamente nel mondo, permette al robot di costruire una rappresentazione dell’ambiente circostante, anticipare ostacoli e scegliere l’azione più adeguata, invece di limitarsi a eseguire sequenze predefinite. In questo senso, i modelli fondazionali per la robotica, addestrati su grandi quantità di dati eterogenei, stanno cominciando a trasferire alla manipolazione fisica alcuni dei progressi già visti nel linguaggio e nella visione artificiale.
L’integrazione tra robotica e Intelligenza Artificiale sta inoltre favorendo lo sviluppo di soluzioni più interoperabili: robot non progettati per una sola operazione, ma potenzialmente riprogrammabili per coprire diverse fasi di un processo o più casi d’uso. Questa flessibilità, tuttavia, richiede interfacce semplici e intuitive, perché nelle aziende non sempre sono disponibili operatori tecnici specializzati in grado di riprogrammare sistemi complessi. Il concetto più ampio di “general purpose”, inoltre, è ancora ben lontano, e non è detto che si confermi la direzione principale che guiderà l’innovazione nei prossimi anni.
Insegnare a un umanoide un nuovo compito nel mondo reale è lento e rischioso: ogni errore può danneggiare il robot o l’ambiente. Per questo, gran parte dell’addestramento avviene in simulazione, cioè in ambienti virtuali dove il robot può provare migliaia di volte un movimento senza conseguenze fisiche, e per imitazione, osservando dimostrazioni umane e cercando di replicarle. Il passaggio dalla simulazione al mondo reale, noto come sim-to-real gap, resta uno dei problemi tecnici più difficili, dato che un comportamento che funziona in ambiente virtuale non sempre si traduce senza attriti nella realtà.
Un aspetto meno spettacolare ma decisivo è l’energia. Un umanoide che cammina, manipola e calcola consuma molto, e le batterie attuali impongono tempi di funzionamento limitati prima della ricarica. È un vincolo che pesa in modo particolare in contesti produttivi dove il robot dovrebbe lavorare su turni lunghi senza interruzioni.
Anche la possibilità di integrare ulteriori strumenti o sensori, i cosiddetti payload, rappresenta un elemento da considerare. In alcune applicazioni, robot con forme diverse dall’umanoide possono risultare oggi più semplici da equipaggiare e integrare nei processi, mentre l’aggiunta di componenti a un sistema antropomorfo può essere più complessa.
Messe in fila le componenti tecniche, la domanda utile non è “gli umanoidi funzionano”, ma “in quali condizioni funzionano“. Alcune capacità, come la locomozione bipede su terreno pianeggiante o la presa di oggetti rigidi e noti, sono oggi ragionevolmente mature in ambienti controllati. Altre, come la manipolazione di oggetti deformabili o non noti, l’operatività in ambienti affollati e imprevedibili, o l’esecuzione continuativa di compiti complessi senza supervisione, restano largamente dimostrative. Funzionano bene in una demo preparata, meno bene fuori da quel contesto.
L’umanoide va quindi considerato come una tecnologia con un forte potenziale futuro, ma non necessariamente la soluzione più pronta per la produzione oggi. In alcuni casi, robot quadrupedi, ibridi o altre piattaforme mobili possono già offrire maggiore autonomia, disponibilità sul mercato e facilità di integrazione. La scelta del form factor deve quindi partire dal contesto operativo e dal compito da svolgere, non dall’attrattività della tecnologia.
Ci sono poi limiti che non sono tecnici in senso stretto, ma organizzativi ed economici, e che pesano altrettanto sulla diffusione reale.
Esiste una complessità ulteriore quando il robot è guidato dall’Intelligenza Artificiale. Oltre alla sicurezza meccanica dei motori e dei componenti, occorre infatti valutare la prevedibilità dei comportamenti generati dal sistema e definire responsabilità, modalità di supervisione e condizioni di arresto. Per gli umanoidi non esiste ancora un framework di sicurezza specifico e consolidato.
Questo insieme di fattori spiega perché oggi molte aziende non adottano in generale la robotica innovativa. Detto questo, sarebbe impreciso descrivere gli umanoidi come pura sperimentazione da laboratorio. Alcune soluzioni sono già impiegate, seppure in numeri contenuti, in contesti pilota industriali, in ricerca, in alcuni ospedali e in applicazioni di sicurezza, tipicamente per compiti circoscritti e in ambienti relativamente controllati.
Oltre alle applicazioni potenziali per la fabbrica, gli umanoidi vengono studiati anche per:
In questi ambiti, il valore della tecnologia non risiede soltanto nella capacità di manipolare oggetti, ma anche nella possibilità di interagire fisicamente e socialmente con le persone.
In ambito medico, tuttavia, la forma umanoide non è automaticamente la più adatta a ogni applicazione. In sala operatoria, per esempio, la complessità dei gradi di libertà di un umanoide può risultare non necessaria, perché gli strumenti chirurgici e i sistemi di posizionamento sono già ottimizzati per gesti molto specifici. L’umanoide può invece trovare maggiore spazio in attività di supporto, accompagnamento, riabilitazione e interazione con i pazienti.
Nonostante i limiti descritti e gli usi ancora circoscritti, l’interesse delle aziende verso gli umanoidi resta alto. Secondo l’Osservatorio Innovative Robotics, il motivo ha meno a che fare con l’efficienza operativa immediata e più con una prospettiva di medio periodo legata al lavoro. Gli umanoidi vengono considerati una possibile risposta alle criticità demografiche e di forza lavoro, più che uno strumento di ottimizzazione dei processi esistenti.
La prospettiva non è necessariamente quella di eliminare le persone dai processi. In particolare nelle attività critiche o rischiose, lo scenario più plausibile è quello di una collaborazione in cui il robot opera vicino alla fonte di pericolo, mentre l’essere umano mantiene funzioni di supervisione, controllo e responsabilità.
Questo cambiamento richiede anche nuove competenze. Gli operatori dovranno imparare a interagire con le macchine, gestirle e supervisionarle, trasformandosi progressivamente in figure capaci di lavorare insieme ai sistemi robotici. La formazione del personale diventa quindi una componente essenziale dell’adozione, tanto quanto l’acquisto dell’hardware.
A questi fattori si aggiungono la pressione della concorrenza globale e la necessità di aumentare la produttività e il valore aggiunto delle attività. Il calo demografico e la crescente difficoltà nel reperire personale rendono l’automazione una possibile risposta non solo per ridurre i costi, ma anche per mantenere la capacità produttiva.
C’è poi un argomento più strutturale: la capacità di un umanoide di operare in ambienti pensati per le persone, senza richiedere costose riconfigurazioni degli spazi, lo rende un candidato naturale per i processi a bassa automazione che, in Italia, restano ancora la maggioranza.
I dati dell’Osservatorio Innovative Robotics permettono di collocare gli umanoidi all’interno del quadro più ampio della robotica italiana. Il mercato complessivo della robotica in Italia nel 2025 vale 2,2 miliardi di euro considerando le sole spese in conto capitale, e sale a 3,5 miliardi di euro includendo anche le spese operative. Il 28% delle aziende italiane utilizza oggi soluzioni di robotica, con una spesa media annua di 456 mila euro per impresa, e questa quota è prevista in crescita fino al 36% entro il 2028.
All’interno del parco installato, la robotica tradizionale resta dominante. Ma le intenzioni di investimento per il prossimo triennio raccontano un cambiamento in corso: i robot collaborativi passeranno dal 25% al 34% di adozione, i robot mobili autonomi dal 24% al 30% e gli umanoidi, oggi sperimentati in appena il 3% delle aziende che adottano soluzioni di robotica, sono previsti all’11% nel 2028. Guardando all’intero campione di imprese, il 35% non esclude la possibilità di investire in soluzioni umanoidi nei prossimi anni.
Sul fronte degli investimenti in startup, gli umanoidi si confermano la categoria a maggiore concentrazione di capitali a livello globale: cinque delle prime dieci startup robotiche più finanziate al mondo operano in questo segmento.
Nel complesso, i numeri disegnano un settore in transizione più che in maturità. Gli umanoidi restano una quota minoritaria del mercato attuale, ma sono al centro delle aspettative di crescita e degli investimenti globali. La distanza tra questi due piani, quello dell’adozione effettiva e quello delle aspettative, è probabilmente la misura più onesta di dove si trovi oggi questa tecnologia.
Per il momento, dunque, la domanda non è se gli umanoidi sostituiranno tutte le altre forme di robotica, ma in quali contesti la loro configurazione specifica rappresenti un vantaggio reale. La risposta dipenderà dalla combinazione tra mobilità, capacità di manipolazione, autonomia, sicurezza, facilità di programmazione e disponibilità di competenze all’interno delle aziende.
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