Interazione fisica con i robot (2020/2021)

Codice insegnamento
4S007197
Crediti
6
Coordinatore
Riccardo Muradore
Settore disciplinare
INF/01 - INFORMATICA
Lingua di erogazione
Italiano
L'insegnamento è organizzato come segue:
Attività Crediti Periodo Docenti Orario
Teoria 5 I semestre Riccardo Muradore

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Laboratorio 1 I semestre Riccardo Muradore

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Obiettivi formativi

Il corso mira a fornire le seguenti conoscenze: basi teoriche per il controllo dell’interazione fisica dei robot con l’ambiente e con persone (e.g. teoria della teleoperazione e controllo di forza), con particolare riferimento alla progettazione di architetture di controllo in grado di garantire la stabilità anche in presenza di incertezze e ritardi di comunicazione.
Al termine del corso lo studente dovrà dimostrare di avere le seguenti capacità di applicare le conoscenze acquisite:
- analizzare le caratteristiche tecniche e le proprietà strutturali di un sistema di controllo d'interazione diretta o teleoperata con l'ambiente;
- costruire il modello matematico di un sistema d'interazione diretta o teleoperata con l'ambiente;
- progettare una architettura di controllo d'interazione con l’ambiente per garantire la stabilità, le prestazioni e la sicurezza;
- implementare l’architettura di controllo in ambienti di simulazione (e.g. Matlab/Simulink) e in sistemi operativi dedicati alla robotica (e.g. ROS).
Lo studente dovrà inoltre possedere la capacità di definire le specifiche tecniche per un sistema di controllo dell'interazione fisica e la capacità di scegliere la più opportuna modalità di progettazione dell'architettura di controllo.
Lo studente dovrà essere in grado di confrontarsi con altri ingegneri (e.g. elettronici, automatici, meccanici) per progettare architetture di controllo avanzate per sistemi di interazione fisica uomo-robot complessi.
Lo studente dovrà mostrare capacità di proseguire gli studi in modo autonomo nell’ambito della progettazione di architetture basate su metodi non lineari e adattativi.

Programma

Argomenti che verranno trattati durante le lezioni teoriche:
- teoria della passività
- schemi avanzati di teleoperazione
- compensazione del ritardo di comunicazione
Argomenti che verranno trattati durante le lezioni di laboratorio
- Tuning di un controllore PID
- Implementazione di uno stimatore di velocità
- Identificazione di un sistema elettromeccanico partendo da dati sperimentali
- Implementazione degli algoritmi di teloperazione in ROS/Matlab-Simulink

Modalità d'esame

L'esame consisterà in un progetto su alcuni degli argomenti sviluppati durante il corso. Lo studente dovrà implementare su ROS (e/o Matlab/Simulink) un algoritmo di teleoperazione, verificarne il corretto funzionamento e presentare un breve documento tecnico sul lavoro fatto.

Per superare l'esame lo studente dovrà dimostrare di:
- aver compreso i principi alla base del funzionamento di un sistema di teleoperazione bilatera,
- saper applicare le conoscenze acquisite durante il corso per risolvere il problema assegnato.
- essere in grado di esporre il proprio lavoro e di argomentare le scelte progettuali.