Corso di Studi in Ingegneria dell'Automazione

SSD: ING-INF/04
CFU: 6

Insegnamenti propedeutici (se previsti dall'Ordinamento del CdS)

Foundations of Robotics, Nonlinear Dynamics and Control.

Eventuali prerequisiti

Conoscenze sui fondamenti della robotica.

Obiettivi formativi

Il corso ha lo scopo di fornire agli studenti:

• Competenze per il controllo dell’interazione tra robot e ambienti scarsamente strutturati, attraverso il controllo di forza, il controllo visuale, la manipolazione e la cooperazione
• Gli strumenti per la modellistica, pianificazione e controllo di robot mobili (con ruote, droni, su gambe, sottomarini) a guida autonoma

Risultati di apprendimento attesi

Conoscenza e capacità di comprensione

Il percorso formativo intende fornire agli studenti gli strumenti metodologici essenziali per la modellazione, la pianificazione e il controllo di sistemi di robot mobili a guida autonoma. Vengono trattati i problemi fondamentali riguardanti i robot con meccanismi di locomozione in spazi aperti, strutturati e non. I metodi analitici acquisiti dagli studenti sono poi utilizzati per comprendere le peculiarità nella progettazione di tecniche di pianificazione e leggi di controllo per tali robot.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione

Lo studente deve dimostrare di saper applicare le metodologie acquisite per modellare, pianificare e controllare robot a guida autonoma con differenti meccanismi di locomozione, come rover terrestri, droni (in particolare quadricotteri), robot sottomarini, robot quadrupedi e bipedi.

Programma - Syllabus

• Robotica per l’esplorazione e robotica di servizio
• Robot su ruote
• Cinematica e dinamica
• Pianificazione
• Controllo del moto
• Localizzazione odometrica
• Pianificazione del moto
• Pianificazione probabilistica
• Pianificazione attraverso il metodo dei potenziali artificiali
• Robotica aerea
• Cinematica dei droni
• Dinamica di un quadricottero
• Controllo gerarchico e controllo geometrico
• Controllo passivo con stimatore di disturbi esterni
• Robotica sottomarina
• Cinematica e dinamica
• Controllore misto
• Robot su gambe
• Cinematica della base flottante
• Dinamica e dinamica centroidale
• Stabilità e criteri
• Controllo whole-body
• Pianificatore
• Stimatore basato sulla quantità di moto

Materiale didattico

Si veda il sito web docenti della materia

Modalità di svolgimento dell'insegnamento

Il docente utilizzerà: a) lezioni frontali per circa il 70% circa delle ore totali, b) seminari per il 20% circa delle ore totali; c) esempi in aula mediante l’utilizzo di strumenti di analisi e simulazione in Matlab/Simulink^® per circa il 10% delle ore totali

Verifica di apprendimento e criteri di valutazione

Modalità di esame

L'esame si articola in una prova orale che consiste nell’accertamento dell’acquisizione dei concetti e dei contenuti introdotti durante le lezioni e nella discussione di un elaborato progettuale assegnato dal docente durante il primo mese del corso.

Modalità di valutazione