La gestione (dismissione e riciclo) dei cosiddetti rifiuti RAEE (Rifiuti Apparecchiature Elettriche ed Elettroniche), o E-waste, sta assumendo sempre più importanza negli ultimi anni, anche alla luce di una recente maggiore sensibilità verso la sostenibilità ambientale. Nel solo 2019 è stato raggiunto un quantitativo di E-waste pari a 53.6 milioni di tonnellate per metro cubo in tutto il mondo, del quale l'82,6% è stato abbandonato in discariche o, abusivamente, nell'ambiente. La parte sul totale dei rifiuti RAEE che viene invece trattata al fine di recuperare risorse preziose (quali ad es. oro, argento, platino e rame), subisce tipicamente uno dei seguenti processi (dal più efficiente ma costoso, al meno efficiente ma economico): disassemblaggio manuale, frantumazione o termovalorizzazione. Tramite il disassemblaggio manuale è possibile recuperare la maggior parte delle risorse impiegate nella costruzione di un prodotto: tuttavia tale processo, essendo tipicamente eseguito da operatori umani, è molto costoso e con un basso throughput.
Pertanto, l'introduzione dell'automazione in tale processo porterebbe notevoli benefici. Questo progetto si propone di strutturare delle celle robotiche che siano in grado, in totale autonomia, di riconoscere l'oggetto da disassemblare (con l'ausilio di tecniche di apprendimento automatico) ed operare su di esso in accordo ad una lista predefinita di azioni, associata all'oggetto riconosciuto, che appartiene ad una lista eterogenea. Una riprogettazione delle chiusure e degli incastri degli oggetti da disassemblare permetterà loro, inoltre, di essere facilmente accessibili e manipolabili dai robot all'interno della cella, incrementando l'efficienza della piattaforma. Infine, grazie anche all'ausilio di strumenti CAD, verrà introdotto un insieme di metriche per misurare la qualità delle scelte progettuali all'interno di un simulatore robotico.
Come si evince dalla analisi dello stato dell'arte, La tecnologia del disassemblaggio robotico consente di massimizzare il recupero dei materiali e questo è particolarmente vero per i rifiuti elettronici che solitamente posseggono una maggiore complessità costruttiva e che contengono un numero elevato di materiali.
Sebbene l'interesse verso il disassemblaggio robotico sia sempre più forte, visto anche il crescente interesse da parte delle istituzioni su temi quali l'economia circolare e l'implementazione di prassi per lo sviluppo sostenibile, per via della complessità associata all'azione del disassemblaggio e alla grande varietà dei prodotti da dissasemblare, ad oggi in ambito industriale si preferiscono soluzioni più semplici ma estremamente inefficienti come la frantumazione dei rifiuti elettronici.
Pertanto, per consentire una adozione su larga scala della tecnologia del disassemblaggio automatico noi riteniamo che sia necessario adottare un punto di vista multidisciplinare che elabori sinergie tra il design e la robotica e del controllo di manipolatori con l'obbiettivo di definire un paradigma flessibile e cost effective.
Per garantire la massima scalabilità e flessibilità, noi crediamo che si debba ripartire da come i prodotti elettronici vengano concepiti e progettati. Pertanto in questo progetto ci poniamo come obbiettivo la definizione di linee guida e l'implementazione di strumenti software e di controllo per guidare il designer nella riprogettazione dei prodotti per il disassemblaggio robotico. In questo progetto ci proponiamo di ridefinire il concetto di Design for Dissasembly andando pero a valutare quale siano le "esigenze" espresse da un manipolatore robotico. In questo senso è necessario formalizzare delle strategie di controllo dei manipolatori sufficientemente generali e stabilire in modo chiaro quale siano le informazioni necessarie al manipolatore per completare con successo il task di dissasemblaggio.
Inoltre l'introduzione di metriche precise per la valutazione della attività di disassemblaggio robotico rappresenta un passaggio chiave per poter misurare quantitativamente la qualità del design proposto. Infine, la realizzazione di ambienti di simulazione in cui il progettista possa raffinare progressivamente il design proposto prima di procedere al test finale direttamente nella cella robotica rappresenta una proposta di innovazione necessaria al fine di ridurre i costi di riprogettazione.