Interazione non visuale (2011/2012)

Codice insegnamento
4S02804
Crediti
6
Coordinatore
Paolo Fiorini
Altri corsi di studio in cui è offerto
Altri corsi di studio in cui è offerto
    Settore disciplinare
    ING-INF/05 - SISTEMI DI ELABORAZIONE DELLE INFORMAZIONI
    Lingua di erogazione
    Italiano
    L'insegnamento è organizzato come segue:
    Attività Crediti Periodo Docenti Orario
    Teoria 4 II semestre Paolo Fiorini
    Laboratorio 2 II semestre Gerolamo Fracastoro
    Gerolamo Fracastoro

    Orario lezioni

    II semestre
    Attività Giorno Ora Tipo Luogo Note
    Teoria lunedì 11.30 - 13.30 lezione Aula I  
    Teoria giovedì 14.30 - 16.30 lezione Aula I  
    II semestre
    Attività Giorno Ora Tipo Luogo Note
    Laboratorio martedì 14.30 - 16.30 lezione Laboratorio didattico Alfa dal 3-apr-2012  al 15-giu-2012
    Laboratorio martedì 16.30 - 19.30 lezione Laboratorio didattico Alfa  
    Laboratorio martedì 16.30 - 19.30 lezione Aula F  

    Obiettivi formativi

    L'obbiettivo del corso e' quello di presentare agli studenti i concetti fondamentali dell'interazione "fisica" (aptica) e "fisico-visiva" tra un sistema computerizzato, come ad esempio un robot o un veicolo, e l'ambiente che lo circonda e/o l'operatore. Il robot e/o il veicolo possono essere in diretto contatto con un operatore umano oppure anche a grande distanza. A questo tipo si situazione appartengono, ad esempio, i sistemi di teleoperazione, i sistemi di tele-guida, i sistemi di riabilitazione, ed i sistemi di chirurgia robotica.

    In questo corso verranno poste le basi teoriche dell'interazione aptica e aptico-visiva tra operatore, sistema computerizzato e ambiente, lasciando al corso di "Robotica" lo sviluppo di argomenti piu' avanzati. Il corso si articolera' nelle parti seguenti.

    Nella prima parte del corso verranno presentati i metodi fondamentali per l'analisi dell'interazione di dispositivi aptici e dei veicoli robotizzati con l'ambiente che li circonda e con l'operatore, includendo lo studio di cinematica e cenni di dinamica. Saranno inoltre introdotti i concetti di base sul controllo dei dispositivi aptici e sulla pianificazione del loro movimento.

    Nella seconda parte del corso, verranno trattati gli aspetti piu' specifici dell'interazione non visuale affrontando il caso dei sistemi di teleoperazione mono e bi-laterali. Verranno presentati alcuni modelli matematici di sistemi di teleoperazione e ricavate le condizioni fondamentali di stabilita' e trasparenza nel caso di assenza di ritardo di comunicazione. Saranno dati anche i concetti fondamentali della misura della qualita' dell'interazione per mezzo di esperimenti di psicofisica sull'interazione aptica e la relazione tra aptica e visione.

    Programma

    Parte Prima
    -----------
    - Introduzione al corso: motivazione e stato dell'arte.
    - Cinematica nel piano e nello spazio.
    - La rappresentazione matematica di traslazioni e rotazioni.
    - La convenzione di Denavit-Hartenberg.
    - La cinematica diretta, inversa e differenziale dei dispositivi aptici.
    - La cinematica di un veicolo a ruote.
    - La pianificazione del movimento: cammino e traiettoria.
    - Cenni di dinamica dei dispositivi aptici.
    - Cenni di controllo di un dispositivo aptico.

    Parte Seconda
    -------------
    - I sistemi di teleoperazione.
    - Struttura fisica e architettura software.
    - I diagrammi di energia.
    - La teleoperazione bilaterale: la riflessione di forza.
    - I modelli lineari di un sistema di teleoperazione.
    - La condizione di stablita'.
    - La condizione di trasparenza.
    - Interazione aptica e visione.
    - La simulazione di un sistema di teleoperazione.
    - Gli esperimenti di psicofisica
    - Cenni di analisi statistica dei dati: ztest, ttest, regressione lineare, ANOVA.

    Modalità d'esame

    L'esame di profitto del corso consiste in un progetto che affronti degli argomenti avanzati rispetto a quelli affrontati nel corso. In collaborazione con il docente, lo studente dovra':
    - scegliere uno o piu' articoli scientifici relativi al materiale presentato nel corso,
    - preparare una simulazione (o un esperimento) in grado di dimostrare gli argomenti trattati negli articoli,
    - preparare una relazione dettagliata sul lavoro svolto,
    - fare una breve presentazione riassumendo i punti principali dello studio fatto.

    Statistiche per i requisiti di trasparenza (Attuazione Art. 2 del D.M. 31/10/2007, n. 544)

    I dati relativi all'AA 2011/2012 non sono ancora disponibili