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 per il controllo di robot nell’interazione con ambienti scarsamente strutturati. a modellistica, la pianificazione e il controllo dei robot. Vengono introdotte le tecniche di controllo in forza e controllo visuale per manipolatori rigidi e di controllo per manipolatori con giunti elastici, nonché le tecniche per il controllo della manipolazione e della cooperazione di sistemi robotici. Lo studente deve dimostrare di avere appreso le soluzioni al problema del controllo dell’interazione sulla base delle tecniche studiate nel corso.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione

Lo studente deve dimostrare di saper applicare le metodologie acquisite per modellare e controllare sistemi robotici nell’interazione con l’ambiente

Programma - Syllabus

• Interazione di un manipolatore con l’ambiente
• Controllo di cedevolezza
• Controllo di impedenza
• Controllo di forza
• Controllo parallelo forza/moto
• Moto vincolato
• Vincoli naturali e vincoli artificiali
• Controllo ibrido forza/moto
• Visione per il controllo
• Elaborazione dell’immagine
• Stima della posa
• Visione stereo e calibrazione di una telecamera
• Controllo visuale nello spazio operativo
• Controllo visuale nello spazio delle immagini
• Controllo visuale ibrido
• Modellistica di manipolatori con giunti elastici
• Controllo di manipolatori con giunti elastici
• Manipolazione robotica
• Modelli di contatto
• Modelli di attrito
• Definizione delle prese
• Forze interne e forze esterne
• Modelli cinematico e dinamico di un sistema costituito da robot cooperanti e oggetto manipolato
• Controllo e pianificazione di un compito di manipolazione

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% delle ore totali, b) esercitazioni in aula per circa il 20% delle ore totali, c) seminari per il 10% circa delle ore totali.

Verifica di apprendimento e criteri di valutazione

Modalità di esame

L'esame si articola in una prova orale. 

Il colloquio orale consiste nell’accertamento dell’acquisizione dei concetti e dei contenuti introdotti durante le lezioni. 

Modalità di valutazione 

Il voto finale sarà ponderato sui CFU di ciascun modulo e quindi così composto:

• Modulo: Robot Interaction Control, 6 CFU, 50%
• Modulo: Field and Service Robotics, 6 CFU, 50%

Il colloquio orale, che segue la prova scritta, consta di una discussione sugli argomenti teorici trattati nel corso e su semplici elaborati in Matlab/Simulink, al fine di accertare l’acquisizione dei concetti e dei contenuti trattati durante le lezioni.