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1 La robotica terrestre Sergio Taraglio FUS-ROB, ENEA - C.R. Casaccia Applicazioni e tecnologie dei sistemi robotici intelligenti.

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1 1 La robotica terrestre Sergio Taraglio FUS-ROB, ENEA - C.R. Casaccia Applicazioni e tecnologie dei sistemi robotici intelligenti - 23 settembre 2004

2 2 Sommario Cos’è un robot Ambienti operativi: strutturati e non Esempi di robot Cosa si trova in giro per il mondo Come funziona un robot Applicazioni di visione per la robotica terrestre

3 3 Cos’è un robot Per costruire un robot occorrono le conoscenze e la pratica di tante altre scienze, meccanica, informatica, intelligenza artificiale, neuroscienze, psicologia, logica, linguistica, matematica, biologia, fisiologia, e anche, più indirettamente, filosofia, etica, arti espressive, design In un certo senso, un robot è una piattaforma comune di lavoro per esperimenti delle scienze della natura e della scienze umane. In fondo, è una macchina sofisticata dotata di intelligenza e costituisce pertanto il terreno ideale di incontro fra le due culture, quella umanistica e quella tecnico-scientifica. (Scuola di Robotica – Genova) (Scuola di Robotica – Genova)

4 4 Cos’è un robot Robotica definita come scienza che studia la connessione intelligente tra percezione e azione Robotica industriale progettazione, governo e applicazioni dei robot in ambito industriale tecnologia matura Robotica avanzata spiccate caratteristiche di autonomia applicazioni in ambiente ostile (spaziale, sottomarino, nucleare, militare,...) missioni di servizio (applicazioni domestiche, assistenza medica, assistenza ai disabili, agricoltura,...). ancora in età infantile (Siciliano – Lezioni di Robotica industriale) Principale differenza: la “quantità” di “intelligenza” necessaria a bordo

5 5 Cos’è un robot Riassumendo: Robot è un termine abbastanza impreciso (vago) o meglio è un concetto “generale” La Robotica è una “scienza” interdisciplinare Sistema elettro-meccanico che compie un lavoro ripetitivo, pericoloso o che implichi una precisione molto elevata “Non so dire cosa sia un robot, ma certamente so dire quando ne vedo uno” “Non so dire cosa sia un robot, ma certamente so dire quando ne vedo uno” Joseph F. Engelberger, President, Unimation Inc.

6 6 Robotica autonoma E’ necessario un sistema più flessibile (intelligente), per poter affrontare la variabilità dell’ambiente. Caso limite: un ambiente completamente non strutturato, (la superficie di Marte o gli ambienti sottomarini). Definiamo intelligente un comportamento che permette di eseguire con successo un determinato compito tenendo conto della variabilità dei dati sensoriali. Per ottenere l’autonomia è necessario elaborare una enorme mole di dati sensoriali. Ciò deve essere fatto in real-time.

7 7 Robotica terrestre Una suddivisione possibile per la robotica autonoma può essere fatta sulla base dell’ambiente: Terrestre Terrestre Marino Marino Aereo Aereo Spaziale Spaziale … (Viaggio allucinante, I. Asimov) … (Viaggio allucinante, I. Asimov)

8 8 Tassonomia robotica (?) Un po’ di esempi

9 9 Robot industriale

10 10 Un po’ di esempi PRASSI: robot di sorveglianza per esterniRAS. Robot Antartico di Superficie

11 11 Un po’ di esempi SARA

12 12 Un po’ di esempi LEGO sequenziatore

13 13 Un po’ di esempi

14 14 Un po’ di esempi

15 15 Un po’ di esempi

16 16 Cosa c’è in giro Applicazioni militari Space Naval Warfare System – S. Diego Space Naval Warfare System – S. Diego

17 17 Cosa c’è in giro iRobot iRobot

18 18 Cosa c’è in giro Carnegie Mellon University (Pittsburg, PA)

19 19 Cosa c’è in giro M.I.T.(Boston, MA): Pet robot Pet robot Sedia a rotelle Sedia a rotelle Rover marziano Rover marziano Leg robots Leg robots Robot antropomorfo Robot antropomorfo

20 20 Cosa c’è in giro Kismet: Questioni aperte (dal sito MIT): Self identity Self identity Theory of mind Theory of mind Autobiographical memory Autobiographical memory Recognition of self, other, and conspecifics Recognition of self, other, and conspecifics Social learning (especially imitation) Social learning (especially imitation) Intentionality Intentionality Emotion Emotion Empathy Empathy Personality Personality Friendship Friendship Ethics Ethics And that's all we have to say for the moment. What, you were expecting... answers? And that's all we have to say for the moment. What, you were expecting... answers?

21 21 Il robot terrestre quadratico medio Un robot (autonomo) terrestre deve: Misurare l’ambiente (sensoristica) Misurare l’ambiente (sensoristica) Farsi un’idea dell’ambiente (modellistica) Farsi un’idea dell’ambiente (modellistica) Decidere cosa e come fare (pianificazione) Decidere cosa e come fare (pianificazione) Metterlo in pratica (attuazione) Metterlo in pratica (attuazione) Controllare lo stato del sistema (supervisione) Controllare lo stato del sistema (supervisione)

22 22 Sensoristica

23 23 Attuazione Motori Ruote, gambe, miste Bracci meccanici Controllo di segnali Etc… Wheeleg - Università di Catania

24 24 Architetture di calcolo La sensoristica a bordo è una delle variabili che governano le architetture di calcolo (HW e SW) 2 x TV su pan-tilt GPS 12 US Polaroid laser range finder odometria

25 25 Visione artificiale

26 26 Visione artificiale: estensioni del concetto Sensore omnidirezionale

27 27 Applicazioni di visione artificiale alla robotica terrestre Riconoscimento di marker artificiali

28 28 Applicazioni di visione artificiale: Navigazione autonoma in un corridoio andata ritorno Il punto di vista del robot

29 29 Applicazioni di visione artificiale: navigazione autonoma in ambiente non strutturato IngressoMappa disparitàMappa a terra

30 30 Robotica autonoma RAS, Robot Antartico di Superficie

31 31 Robotica autonoma Progetti PRASSI / TECSIS

32 32 Robotica terrestre autonoma Scusate la “densità” di informazione… … ci sono domande?


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