L’evoluzione dell’Intelligenza Artificiale Multimodale, della sensoristica e della robotica sta aprendo una nuova fase dell’automazione industriale. Accanto ai robot industriali tradizionali e ai cobot, i robot umanoidi rappresentano una delle tecnologie più interessanti in fase di sviluppo, progettate per operare in contesti pensati per l’uomo e svolgere attività che richiedono maggiore flessibilità rispetto ai sistemi robotici convenzionali.

Il loro impiego nel settore industriale è ancora agli inizi. Secondo l’ultimo report dell’Osservatorio Innovative Robotics, in Italia solo il 3% delle imprese che utilizzano soluzioni di robotica sta sperimentando robot umanoidi, ma la quota potrebbe arrivare all’11% entro il 2028. E se si considera l’intero universo delle imprese, il 35% non esclude la possibilità di investire in queste tecnologie. 

A spingere verso gli umanoidi non è soltanto la ricerca di maggiore automazione. Tra i principali fattori di interesse ci sono la possibilità di affidare alle macchine attività rischiose, ripetitive o usuranti, ma anche la necessità di rispondere alla crescente difficoltà nel reperire personale per alcune attività produttive. La capacità di operare in spazi progettati per l’uomo, inoltre, potrebbe rendere gli umanoidi particolarmente interessanti per quei processi industriali che oggi presentano ancora livelli relativamente bassi di automazione e nei quali una riconfigurazione completa degli impianti avrebbe costi elevati.

È proprio in questa fase, a cavallo tra ricerca e applicazione industriale, che diventa fondamentale sperimentare la tecnologia prima di valutarne l’adozione. È l’approccio adottato da BI-REX, che ha avviato un progetto di sperimentazione sulla robotica umanoide acquistando due piattaforme, Unitree H2 e LimX Tron2, per studiarne potenzialità, limiti e possibili applicazioni in ambito industriale. 

Cosa sono esattamente i robot umanoidi? Come funzionano? Quali attività possono svolgere oggi e quali sono ancora i loro limiti? In questo articolo analizziamo tecnologie, applicazioni e prospettive della robotica umanoide, approfondendo il progetto di sperimentazione avviato da BI-REX e il ruolo che queste piattaforme possono avere nell’evoluzione verso l’Industria 5.0.

Cosa sono i robot umanoidi e perché rappresentano l’evoluzione della robotica industriale

I robot umanoidi sono sistemi robotici avanzati caratterizzati da una struttura ispirata alla morfologia umana, con tronco, braccia, gambe e sistemi di percezione integrati. La loro configurazione consente di muoversi, manipolare oggetti e interagire con ambienti e strumenti progettati per le persone, combinando sensoristica avanzata, sistemi di controllo e Intelligenza Artificiale. Rispetto ai robot industriali tradizionali, progettati generalmente per svolgere compiti specifici in ambienti strutturati, gli umanoidi puntano, quindi, su una maggiore flessibilità e capacità di adattamento. Tuttavia il valore della morfologia umanoide non risiede soltanto nella somiglianza con il corpo umano, ma anche nella possibilità di portare capacità di movimento e manipolazione all’interno di ambienti, postazioni e processi già progettati per gli operatori, riducendo potenzialmente la necessità di riconfigurare gli spazi produttivi. Inoltre rappresenta una strategia per consentire al robot di utilizzare strumenti, interfacce e infrastrutture già presenti negli ambienti di lavoro senza richiedere una completa riprogettazione dei processi.

L’interesse verso questa tecnologia è cresciuto anche grazie alla convergenza di alcuni sviluppi tecnologici. Le simulazioni consentono di addestrare e testare i robot in ambienti virtuali, riproducendo migliaia di scenari diversi prima di passare alle prove sulla macchina reale. Attraverso l’approccio sim-to-real, quanto appreso in simulazione viene poi trasferito al robot fisico, riducendo tempi, costi e rischi della sperimentazione. . Parallelamente, i modelli Vision-Language-Action (VLA) consentono di combinare ciò che il robot vede, le istruzioni che riceve e le azioni da eseguire, favorendo la capacità dei robot di generalizzare competenze apprese in contesti differenti. A questi progressi si aggiunge l’evoluzione della componentistica, con attuatori e sensori sempre più performanti e accessibili.

È la combinazione di questi elementi a rendere oggi la robotica umanoide particolarmente interessante per l’industria: il tentativo di unire mobilità, manipolazione e Intelligenza Artificiale in sistemi potenzialmente capaci di adattarsi a contesti produttivi diversi.

Come funzionano i robot umanoidi

Il funzionamento di un robot umanoide dipende dall’integrazione di diversi sistemi: struttura meccanica, sensori, attuatori, sistemi di controllo e unità di calcolo. I sensori permettono al robot di acquisire informazioni sull’ambiente e sul proprio stato, mentre gli algoritmi di controllo trasformano questi dati in azioni, coordinando movimento, equilibrio e manipolazione. Su questa architettura si innestano oggi tecniche di Intelligenza Artificiale e Machine Learning, che aumentano la capacità del robot di adattarsi a situazioni non completamente predefinite.

Dal Reinforcement Learning ai modelli Vision-Language-Action

Nelle prime applicazioni avanzate, l’apprendimento dei robot è stato spesso basato sul Reinforcement Learning (apprendimento per rinforzo), attraverso il quale il sistema impara a svolgere un determinato compito sulla base di tentativi, feedback e obiettivi definiti. Questo approccio rimane importante, ma la ricerca si sta orientando verso modelli più generali, come i Vision-Language-Action (VLA), che combinano informazioni visive, istruzioni linguistiche e capacità di azione. L’ambizione è passare dalla programmazione di una sequenza precisa di movimenti alla capacità di interpretare un obiettivo e individuare autonomamente come raggiungerlo. La sfida non è quella di programmare per il robot una specifica traiettoria per afferrare un oggetto, ma chiedergli, ad esempio, di prendere una bottiglia, lasciando al modello il compito di interpretare l’ambiente e organizzare l’azione. 

Come si addestrano i robot umanoidi

L’addestramento rappresenta una delle principali sfide della robotica umanoide. Far apprendere a una macchina un’attività nel mondo reale richiede infatti tempo, dati e un ambiente controllato. Una delle modalità utilizzate nella sperimentazione è la teleoperazione: un operatore guida il robot attraverso un’interfaccia remota per fargli eseguire uno specifico task, ripetendo l’attività e raccogliendo dati sulle azioni compiute. Le dimostrazioni possono così contribuire alla costruzione di dataset utilizzati per il training o il fine tuning dei modelli. L’obiettivo è ottenere una quantità e una varietà di dati sufficienti a rendere il comportamento del robot più robusto anche quando cambiano oggetti, condizioni ambientali o modalità di esecuzione del compito. 

Teleoperazione, simulazione e Digital Twin

La raccolta di dati direttamente sul robot fisico presenta dei limiti in termini di tempo, costi e varietà degli scenari. Per questo alla teleoperazione si affiancano simulazione e Digital Twin, che permettono di generare e testare numerose situazioni senza esporre la macchina a rischi o usura. Attraverso tecniche di Data Augmentation (aumento dei dati), ad esempio, è possibile modificare virtualmente elementi dello scenario e ampliare il dataset con condizioni differenti, rendendo il modello più robusto rispetto alle variazioni del contesto. Una fase fondamentale consiste nel trasferire sul robot reale quanto appreso in simulazione, verificando che le capacità sviluppate nell’ambiente virtuale si trasferiscano in modo affidabile anche nelle condizioni operative reali.

Nel contesto BI-REX, questo processo può essere sperimentato anche in relazione alle tecnologie e ai macchinari della Linea Pilota, creando un ambiente il più possibile vicino a quello produttivo nel quale verificare il comportamento dei robot rispetto a casi d’uso industriali concreti, individuati dalle imprese o sviluppati attraverso le tecnologie disponibili nel Competence Center. È proprio dall’integrazione tra percezione, controllo, apprendimento e capacità di interazione con l’ambiente che dipende l’evoluzione degli umanoidi da semplici piattaforme sperimentali a sistemi potenzialmente utilizzabili nei processi industriali.

Il mercato dei robot umanoidi: modelli, player e maturità tecnologica

Dai laboratori ai record sportivi, la velocità con cui si sta evolvendo la robotica umanoide è evidente. Nel 2026 un robot sviluppato da Honor, soprannominato “Lightning”, ha corso i 100 metri in 9,32 secondi durante i Giochi Mondiali di Robotica Umanoide di Pechino, superando il precedente record umano di Usain Bolt. Al di là della spettacolarità del risultato, episodi come questo mostrano quanto rapidamente stiano migliorando capacità motorie, controllo e prestazioni dei sistemi umanoidi. Ma correre non significa essere pronti per la fabbrica: il vero banco di prova resta la capacità di percepire l’ambiente, manipolare oggetti, interagire con i processi produttivi e operare in modo affidabile e sicuro. 

Il mercato dei robot umanoidi, infatti, è in rapida evoluzione, ma presenta ancora livelli molto diversi di maturità tecnologica. Accanto a progetti sviluppati da grandi aziende internazionali, come Tesla Optimus e Ameca di Engineered Arts, stanno emergendo piattaforme destinate alla ricerca, allo sviluppo e alla sperimentazione industriale. Il panorama è quindi caratterizzato da una forte accelerazione, ma anche da differenze significative in termini di disponibilità, autonomia, capacità di manipolazione e integrazione software.

Tra i progetti più conosciuti c’è Tesla Optimus, sviluppato da Tesla con l’obiettivo di realizzare un robot umanoide general purpose, potenzialmente impiegabile anche in contesti produttivi. Ameca, sviluppato da Engineered Arts, è invece orientato soprattutto all’interazione uomo-robot e alla ricerca sull’intelligenza artificiale embodied. A questi si affiancano piattaforme come quelle sviluppate da Unitree e LimX Dynamics, che possono essere utilizzate come base per attività di ricerca e sviluppo. È però importante distinguere tra i robot presentati come concept o dimostratori tecnologici e le piattaforme effettivamente disponibili per la sperimentazione: non tutti gli umanoidi oggi protagonisti delle dimostrazioni sono già pronti per essere integrati in un ambiente industriale.

Anche il costo riflette questa fase di sviluppo. Non esiste infatti un prezzo standard per un robot umanoide: il valore della piattaforma varia in funzione di caratteristiche hardware, prestazioni, possibilità di personalizzazione e destinazione d’uso. Il prezzo di acquisto rappresenta soltanto una parte dell’investimento. Per portare un umanoide alla sperimentazione industriale sono necessari anche sviluppo software, integrazione, raccolta e gestione dei dati, addestramento dei modelli di AI, infrastrutture di calcolo e competenze specialistiche. In molti casi, inoltre, le piattaforme disponibili richiedono un significativo lavoro di sviluppo per trasformare l’hardware in un sistema realmente adatto a uno specifico caso d’uso.

È proprio questo uno degli aspetti che caratterizzano l’attuale mercato. Come emerge anche dall’esperienza di BI-REX, le piattaforme di produzione cinese rappresentano oggi una delle principali possibilità concrete per avviare attività di sperimentazione, mentre le soluzioni americane ed europee presentano ancora differenti livelli di disponibilità e maturità commerciale. I robot disponibili possono offrire basi hardware avanzate, ma richiedono spesso un importante sviluppo software e una fase di ricerca necessaria per comprenderne potenzialità e limiti.

La robotica umanoide si trova, quindi, ancora a cavallo tra ricerca e applicazione industriale. Per le imprese, la domanda è: quale valore può generare un robot umanoide in uno specifico processo e quali condizioni tecnologiche e organizzative sono necessarie per ottenerlo? È da questa prospettiva che assume significato l’approccio Test Before Invest di cui BI-REX è promotore: sperimentare la tecnologia, sviluppare casi d’uso e valutarne concretamente prestazioni e limiti prima di considerare un’adozione su scala.

Robot umanoidi: applicazioni e casi d’uso industriali

La principale caratteristica è la possibilità di muoversi all’interno di infrastrutture esistenti, utilizzando strumenti, spazi e infrastrutture già presenti senza richiedere necessariamente una completa riconfigurazione degli impianti. Questa flessibilità apre diversi possibili scenari applicativi nel settore industriale, molti dei quali sono ancora oggetto di sperimentazione. Tra i casi d’uso più interessanti rientrano:

  • Manipolazione e assemblaggio: gli umanoidi possono essere impiegati per movimentare componenti, posizionare parti e svolgere operazioni che richiedono precisione, coordinamento e capacità di adattamento. Particolarmente significativo è il caso della manipolazione bimanuale: un robot potrebbe, ad esempio, prendere una vite, trasferirla da una mano all’altra, inserirla nella sede, afferrare un avvitatore e completare l’operazione. Un’attività apparentemente semplice per una persona, ma che per un sistema robotico richiede il coordinamento di percezione, movimento, presa e interazione con gli oggetti;
  • Interazione con macchinari e processi produttivi: grazie alla struttura antropomorfa e alla capacità di muoversi nello stesso ambiente degli operatori, gli umanoidi possono essere studiati per attività di asservimento macchina, interagendo con apparecchiature e postazioni già presenti nella fabbrica. Tra i possibili task rientrano l’apertura di sportelli, la pressione di pulsanti, la gestione di oggetti incastrati, la rimozione di scarti e altre operazioni di supporto oggi svolte manualmente dagli operatori.
  • Refill e attività di asservimento: un ulteriore ambito di interesse riguarda il rifornimento delle macchine e delle linee produttive, particolarmente rilevante per i settori del packaging e della manifattura. Gli umanoidi potrebbero essere sperimentati per attività come il refill di buste, cartoni o prodotti, intervenendo su operazioni ripetitive che richiedono frequenti spostamenti e interazione con le postazioni di lavoro.
  • Attività in ambienti pericolosi o critici: uno degli scenari potenzialmente più interessanti riguarda infine gli ambienti nei quali la presenza umana comporta rischi elevati. In prospettiva, sistemi umanoidi potrebbero essere impiegati per attività di ispezione, manipolazione o supporto in contesti contaminati, tossici, radioattivi o caratterizzati da altri fattori di rischio, contribuendo a ridurre l’esposizione degli operatori.

In tutti questi casi, il valore della tecnologia non risiede semplicemente nella sostituzione di un operatore con una macchina. La prospettiva dell’Industria 5.0 porta infatti a considerare la robotica umanoide come uno strumento per ripensare la collaborazione tra persone e sistemi intelligenti, affidando alle macchine le attività più ripetitive, gravose, rischiose o a basso valore aggiunto, e lasciando alle persone quelle che richiedono esperienza, supervisione e capacità decisionale.

Robot umanoidi: limiti, rischi e sfide per le imprese

Nonostante i progressi della robotica e dell’Intelligenza Artificiale, l’impiego dei robot umanoidi in ambito industriale presenta ancora diverse criticità. Affidabilità, autonomia e capacità di adattamento devono raggiungere livelli adeguati per operare in sicurezza in contesti dinamici: percepire correttamente l’ambiente, reagire a condizioni impreviste e mantenere prestazioni stabili nel tempo sono ancora sfide aperte. A questo si aggiungono i limiti legati all’autonomia energetica, con batterie che possono garantire solo alcune ore di funzionamento nei sistemi più complessi.

Un secondo elemento riguarda costi e ritorno sull’investimento. Il prezzo della piattaforma hardware non è necessariamente la voce di costo più rilevante. A incidere maggiormente sull’investimento complessivo sono infatti lo sviluppo software, l’integrazione con i processi e le infrastrutture aziendali, la raccolta e gestione dei dati e l’addestramento dei modelli di AI. È proprio questa fase di sviluppo e integrazione a rappresentare oggi uno dei principali colli di bottiglia per trasformare una piattaforma robotica in una soluzione realmente utilizzabile in produzione. Per le imprese diventa quindi essenziale valutare la sostenibilità dell’intero progetto e il rapporto tra investimento, complessità di integrazione e valore generato dal caso d’uso. 

La sicurezza della collaborazione uomo-robot rappresenta un ulteriore requisito. Un sistema destinato a operare negli stessi spazi delle persone deve essere in grado di riconoscere l’ambiente, prevedere le interazioni e gestire situazioni impreviste con elevati livelli di affidabilità. Allo stesso tempo, l’utilizzo di sistemi dotati di AI introduce questioni legate a dati, cybersecurity e sovranità tecnologica: dove vengono raccolti e conservati i dati utilizzati per l’addestramento? Chi controlla modelli e software? Quanto un’impresa dipende dal fornitore della piattaforma? Sono tutti interrogativi che si intrecciano anche con gli aspetti normativi ed etici, dalla responsabilità in caso di incidente fino all’impatto sull’organizzazione del lavoro.

Il progetto BI-REX sulla robotica umanoide: dalla sperimentazione all’innovazione industriale 

È proprio nella fase di trasferimento dalla sperimentazione alla validazione industriale che si inserisce il progetto avviato da BI-REX sulla robotica umanoide. Il Competence Center ha acquisito due avanzati robot bipedali di fabbricazione cinese, Unitree H2 e LimX Tron2, con l’obiettivo di studiarne direttamente potenzialità, limiti e possibili applicazioni in ambito industriale. La scelta risponde a una logica di Test Before Invest: prima di considerare l’introduzione di una tecnologia potenzialmente disruptive nei processi aziendali, è necessario poterla sperimentare, misurare e comprendere in un ambiente controllato. Le due piattaforme diventano così strumenti di ricerca e sviluppo a disposizione dell’ecosistema BI-REX e delle imprese interessate a esplorare la robotica umanoide. L’obiettivo non è soltanto verificare cosa siano oggi in grado di fare questi sistemi, ma sviluppare casi d’uso concreti, sperimentare modalità di interazione con macchinari e processi industriali e approfondire le tecnologie di Intelligenza Artificiale necessarie per renderli progressivamente più autonomi e flessibili.

A supportare questa attività c’è anche IPAZIA: il centro di High Performance Computing integrato nella Linea Pilota di BI-REX che consente di collegare la sperimentazione hardware con le attività di simulazione e addestramento dei modelli AI, creando un ambiente nel quale robot, dati e capacità computazionale possono essere integrati nello stesso percorso di sviluppo. Nell’ambito della robotica, infatti, disporre dell’hardware non è sufficiente: il valore strategico risiede anche nella possibilità di controllare dati, algoritmi, modelli di AI e processi di addestramento, riducendo la dipendenza da infrastrutture e fornitori esterni. È in questa direzione che BI-REX intende contribuire allo sviluppo dell’ecosistema italiano ed europeo della robotica umanoide, mettendo a disposizione delle imprese un ambiente neutrale nel quale sperimentare una tecnologia ancora in evoluzione e trasformare l’interesse per gli umanoidi in competenze e possibili applicazioni industriali.

Nei prossimi anni, dunque, per le imprese la questione cruciale sarà individuare in quali processi l’ impiego dei robot umanoidi potrà generare un vantaggio concreto. È proprio attraverso la sperimentazione di casi d’uso reali che sarà possibile trasformare una tecnologia ancora in evoluzione in una possibilità reale di innovazione industriale. BI-REX supporta le aziende nella sperimentazione e nella valutazione di queste tecnologie. Contattaci per approfondire le opportunità di sperimentazione e innovazione per la tua azienda.