La teleoperazione è l’operazione di un robot da una posizione lontana. Viene utilizzato nell’esplorazione spaziale, nell’industria petrolifera e del gas, in campo militare e medico. I robot sono tipicamente schierati e controllati attraverso la teleoperazione perché l’invio di esseri umani sarebbe troppo costoso o troppo pericoloso. In genere, un singolo operatore ha il controllo del robot e avverte un certo livello di immersione nell’ambiente remoto. I comandi utilizzati dall’operatore sono spesso sufficientemente intuitivi da consentire una rapida e fluida manipolazione del robot.
Per consentire la possibilità di teleoperazione, deve essere creato un senso di telepresenza. Ciò può essere ottenuto utilizzando sensori per raccogliere dati nell’ambiente remoto. Ad esempio, in un robot subacqueo, un sensore sonar può essere utilizzato per determinare la distanza verticale dal fondo del mare. La tecnologia sonar fa rimbalzare un’onda sonora sul fondo dell’oceano, registrando il tempo impiegato dall’onda per fare un viaggio di andata e ritorno. Tutti i dati di rilevamento possono quindi essere ricombinati per consentire al teleoperatore, o controller umano, di sperimentare nella realtà virtuale. Una volta che il teleoperatore ha una buona “sensazione” per l’ambiente remoto, può controllare il robot in modo efficace.
Sulla Stazione Spaziale Internazionale, gli astronauti in tute spaziali sono stati utilizzati per assemblare la stazione e per eseguire la manutenzione. La preparazione per un’attività extraveicolare, o passeggiata spaziale, tuttavia, è una procedura costosa che richiede molte ore. La National Aeronautics and Space Administration (NASA) negli Stati Uniti sta attualmente progettando un robot chiamato Robonaut che tenterà molti di questi compiti. Robonaut ha una parte superiore del corpo che ricorda un essere umano e utilizzerà la teleoperazione per il controllo delle braccia e delle mani. Il teleoperatore indosserà un auricolare e una serie di sensori sofisticati per consentire un alto livello di controllo e destrezza con il robot.
Ci sono alcuni limiti alla tecnologia di telepresenza. La radiazione elettromagnetica viaggia alla velocità della luce ed è il modo più veloce per trasferire i dati del sensore da un ambiente remoto. Anche a questa velocità, il ritardo del segnale di andata e ritorno tra la Terra e Marte varia da sei a 40 minuti. Di conseguenza, i rover su Marte non possono essere gestiti dalla Terra con molta sensazione di teleoperazione in tempo reale. Gli operatori dovrebbero spostarsi in una posizione più vicina ai rover stessi, come l’orbita bassa di Marte, affinché ciò accada.
Nell’industria petrolifera e del gas, i veicoli subacquei telecomandati (ROV) vengono utilizzati per la manutenzione delle apparecchiature di estrazione del petrolio nelle acque profonde dell’oceano. In genere sono azionati da una barca in superficie e hanno un lungo cavo che collega l’operatore al robot. Di solito sono dotati di luci e telecamere per restituire i segnali video all’operatore. In passato, i subacquei umani hanno servito tali infrastrutture sottomarine, ma le recenti trivellazioni in acque più profonde e pericolose hanno stimolato l’uso della teleoperazione con i ROV.
I militari utilizzano la teleoperazione in alcune situazioni ritenute troppo pericolose per i soldati. I ROV sono usati da alcune marine per recuperare siluri di pratica e investigare altri oggetti sul fondo del mare. In Iraq, Afghanistan e Israele, i robot vengono utilizzati per avvicinarsi a ordigni esplosivi improvvisati (IED) o altri oggetti potenzialmente pericolosi.