La Robotica è un settore in continua evoluzione e rappresenta un campo assai fertile per lo sviluppo e l'applicazione di metodologie dell'Automatica. Negli anni '80 i principali impieghi dei robot erano legati alla fabbrica automatica, in cui la macchina sostituisce essenzialmente l'uomo. Oggi da un lato si assiste all'evoluzione del braccio meccanico o manipolatore industriale, che diventa robot collaboratore, capace di operare in maniera sicura anche in ambienti incerti e coabitati dall'uomo, utilizzando strutture meccaniche leggere e dotate di capacità sensoriali avanzate quali la visione e la misura delle forze di interazione. Dall'altro, la robotica di servizio propone degli scenari applicativi molto più ampi e variegati, in cui si adoperano macchine più evolute, capaci di muoversi in maniera autonoma in ambienti incerti, di manipolare oggetti con mani robotiche simili a quelle umane, di riprodurre sensazioni tattili per l'interazione con oggetti in situazioni di realtà virtuale o a distanza. Obiettivo della Scuola è quello di presentare in modo il più possibile organico e autocontenuto una selezione di temi avanzati della ricerca in robotica, al fine di evidenziare le tecniche rilevanti e le possibili applicazioni. Gli argomenti prescelti riguardano in particolare il controllo visuale e dell'interazione con l'ambiente, l'interazione fisica sicura uomo-robot, il controllo di robot mobili sia singoli che in plotone, le problematiche di localizzazione e mappatura, la modellistica e il controllo di mani robotiche, le interfacce aptiche e i sistemi di teleoperazione.
La scuola non prevede prerequisiti al di là della familiarità con gli aspetti di base dell'analisi matematica (teoria delle equazioni differenziali), dell'algebra lineare, della fisica (meccanica newtoniana) e naturalmente dell'automatica.
Il corso avrà la durata complessiva di 36 ore, ripartite su cinque giorni (da Lunedì 12 Luglio a Venerdì 16 Luglio) secondo il programma sotto specificato. Le lezioni saranno svolte prevalentemente alla lavagna. Un uso molto moderato di diapositive è previsto solo laddove strettamente necessario. Nella mattinata di Sabato 17 Luglio, a conclusione della scuola, è previsto lo svolgimento di un mini-workshop composto da brevi presentazioni aventi lo scopo di fornire, attraverso la presentazione di lavori di natura sperimentale, spunti per lo sviluppo di ricerche di frontiera rispetto al contesto scientifico internazionale.
Modellistica e controllo del moto - 12 Luglio, 9:30-10:30
[Docente] Luigi Villani (Università di Napoli
Federico II)
[Argomenti] Modello cinematico. Jacobiano e cinematica differenziale. Modello dinamico. Controllo del moto nello spazio dei giunti e nello spazio operativo.
[Materiale Didattico] villani1.zip
Controllo di forza - 12 Luglio, 11:00-12:30, 15:00-16:00
[Docente] Luigi Villani (Università di Napoli Federico II)
[Argomenti] Controllo di cedevolezza e di impedenza. Controllo ibrido forza/moto.
[Materiale Didattico] villani2.zip
Controllo visuale - 12 Luglio, 16:00-16:30, 17:00-18:30
[Docente] Luigi Villani (Università di Napoli Federico II)
[Argomenti] Visione per la robotica. Controllo visuale.
[Materiale Didattico] villani3.zip
[Docente] Alessandro De Luca (Università di Roma La Sapienza)
[Argomenti] Interazione fisica sicura uomo-robot. Richiami di modellistica e controllo di robot con giunti elastici. Rilevamento sensorless di collisioni e reazione automatica del robot.
[Materiale Didattico] deluca.zip
Modellistica, pianificazione e controllo - 13 Luglio, 15:00-16:30, 17:00-18:30
[Docente] Giuseppe Oriolo (Università di Roma La Sapienza)
[Argomenti] Generalità sui robot mobili su ruote. Strutture meccaniche. Anolonomia. Modelli cinematici. Pianificazione. Inseguimento di traiettoria. Stabilizzazione di postura.
[Materiale Didattico] oriolo.zip
Modellistica e controllo delle mani robotiche - 15 Luglio, 15:00-16:30
[Docente] Domenico Prattichizzo (Università di Siena)
[Argomenti] Modellistica e vincoli di contatto. Cinematica e cineto-statica dei sistemi di
presa. Matrice di presa e Jacobiano della mano. Il ruolo delle forze interne ed il problema del
mantenimento dei vincoli di contatto. Controllo di posizione e forza.
[Materiale Didattico] prattichizzo1.zip
Controllo ottimo della presa - 15 Luglio, 17:00-18:30
[Docente] Antonio Bicchi (Università di Pisa)
[Argomenti] Force e form closure. Controllo ottimo della presa con mani robotica. La
presa robotica interpretata in termini di sinergie posturali.
[Materiale Didattico] bicchi.zip
Interfacce aptiche - 16 Luglio, 9:00-10:30
[Docente] Domenico Prattichizzo (Università di Siena)
[Argomenti] Interfacce aptiche e interazione tattile. Rendering aptico e ambienti virtuali.
Trasparenza dell'Interazione. Sistemi di interazione tattile multi contatto per la simulazione della
presa di oggetti.
[Materiale Didattico] prattichizzo2.zip
Sistemi di teleoperazione I - 16 Luglio, 11:00-12:30
[Docente] Claudio Melchiorri (Università di Bologna)
[Argomenti] La passività per garantire la stabilità dei sistemi di teleoperazione.
[Materiale Didattico] melchiorri1.zip
Sistemi di teleoperazione II - 16 Luglio, 15:00-16:30
[Docente] Claudio Melchiorri (Università di Bologna)
[Argomenti] Interfacce aptiche e teleoperazione.
[Materiale Didattico] melchiorri2.zip
- D. Caldwell (Istituto Italiano di Tecnologia): Actuators and actuation technology
- C. Natale, S. Pirozzi (Seconda Università Napoli): Sviluppo di sensori tattili per mani robotiche
- A. Frisoli, M. Bergamasco, F. Salsedo (Scuola Superiore S. Anna): Control of robotic exoskeletons
and their application in upper limb rehabilitation
- G. Casalino (Università di Genova): Agent-based distributed control of complex kinematic structures
and networked robotic systems
17 Luglio, 11:00-12:30
- D. Longo, G. Muscato (Università di Catania): Robot per ispezione di superfici ad inclinazione
arbitraria: metodologie di adesione, architetture di locomozione ed applicazioni
- G. Indiveri, P. Pedone (Università di Lecce): Controllo del modello cinematico di robot mobili con
gestione delle saturazioni sui comandi di velocità
- F. Caccavale, A. Marino (Università della Basilicata): L'approccio null-space-based per il
controllo di robot mobili applicato al border patrolling
- M. Di Rocco, F. La Gala, A. Gasparri, G. Ulivi (Università Roma Tre): Il robot mobile Saetta, una
piattaforma piccola ed economica per la sperimentazione di algoritmi cooperativi
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