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M. De Cecco - Lucidi del corso di Robotica e Sensor Fusion Robotica e Sensor Fusion per i Sistemi Meccatronici Prof. Mariolino De Cecco, Ing. Luca Baglivo,

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Presentazione sul tema: "M. De Cecco - Lucidi del corso di Robotica e Sensor Fusion Robotica e Sensor Fusion per i Sistemi Meccatronici Prof. Mariolino De Cecco, Ing. Luca Baglivo,"— Transcript della presentazione:

1 M. De Cecco - Lucidi del corso di Robotica e Sensor Fusion Robotica e Sensor Fusion per i Sistemi Meccatronici Prof. Mariolino De Cecco, Ing. Luca Baglivo, Ing. Mattia Tavernini Department of Structural Mechanical Engineering, University of Trento

2 M. De Cecco - Lucidi del corso di Robotica e Sensor Fusion Cosa è un Robot? Definizione di robot

3 M. De Cecco - Lucidi del corso di Robotica e Sensor Fusion Nel 1921 il termine ROBOT è stato introdotto dal commediografo ceco Karel Čapek che scrisse il dramma I Robot Universali di Rossum (R.U.R.) coniando il termine robot dallo slavo ROBOTA che significa lavoro esecutivo (lautoma nella finzione finisce per ribellarsi alluomo) Negli anni 1940 lo scrittore russo Isaac Asimov nei suoi libri concepì i robot come automi dalle sembianze umane ma privi di sentimenti. Il loro cervello veniva programmato dalluomo secondo precise leggi di condotta etica: 1. Un robot non può far male ad un essere umano né consentire, restando inoperoso, che un essere umano si trovi in pericolo 2. Un robot deve obbedire agli ordini impartiti da esseri umani, a meno che tali ordini non entrino in conflitto con la prima legge 3. un robot deve proteggere la sua esistenza a meno che tale protezione non vada in conflitto con la prima o la seconda legge Definizione di robot

4 M. De Cecco - Lucidi del corso di Robotica e Sensor Fusion Definizione di robot La letteratura fantascientifica ha condizionato limmaginario delle persone non appartenenti al mondo dellingegneria le quali immaginano i robot come androidi che parlano e camminano (alcuni industriali ancora preferiscono robot antropomorfi rispetto a quelli cartesiani anche se meno adatti allapplicazione) Attualmente non cè una definizione comunemente accettata. Tipicamente si considera robot qualsiasi macchina che, indipendentemente dal suo aspetto esteriore, è capace di essere riprogrammata per eseguire una serie di compiti in cui ci sia una interazione con lambiente nel quale opera Un robot viene da molti definito come quel sistema in grado si operare una connessione intelligente tra percezione ed azione Dal punto di vista funzionale si può definire robot quella macchina automatica/autonoma la cui applicazioni differiscono di genere da quelle pensate dal progettista della macchina stessa

5 M. De Cecco - Lucidi del corso di Robotica e Sensor Fusion Il robot è dunque un sistema in grado di eseguire: PERCEZIONE PIANIFICAZIONE AZIONE Definizione di robot

6 M. De Cecco - Lucidi del corso di Robotica e Sensor Fusion I campi dellingegneria che sono coinvolti: MECCANICA ELETTRONICA INFORMATICA Definizione di robotica

7 M. De Cecco - Lucidi del corso di Robotica e Sensor Fusion Il Robot da un punto di vista sistemistico

8 M. De Cecco - Lucidi del corso di Robotica e Sensor Fusion Categorie di Robot Manipolatori MAN Veicoli mobili AGV Aeorobot UAV Robot free-flying RFF Umanoidi Robot ispirati al mondo animale …

9 M. De Cecco - Lucidi del corso di Robotica e Sensor Fusion Il Robot da un punto di vista sistemistico Ambiente strutturato Ambiente NON strutturato Pochi sensori Molti sensori (anche ridondanti ) SENSOR FUSION

10 M. De Cecco - Lucidi del corso di Robotica e Sensor Fusion MANIPOLATORI VEICOLI MOBILI RICOSTRUZIONE AMBIENTE LASER + VISIONE SENSOR FUSION Introduzione – ARGOMENTI TRATTATI NEL CORSO

11 M. De Cecco - Lucidi del corso di Robotica e Sensor Fusion Prendiamo a riferimento una applicazione per veicoli autonomi Il veicolo arriva in una posizione finale stimando mediante odometria di essere in P1 (con relativa incertezza espressa dallellisse corrispondente) Un sistema di misura a triangolazione gli comunica che si trova in P2 (con relativa incertezza espressa dallellisse corrispondente) DOVE IL ROBOT STIMA DI ESSERE? Dove sono? ? Dove sto andando? Cosa significa SENSOR FUSION P1P1 P2P2

12 M. De Cecco - Lucidi del corso di Robotica e Sensor Fusion Sistemi Olonomi e non olonomi Nei manipolatori un estremo è vincolato rigidamente ad una base, allaltro estremo è fissato un organo terminale (end effector). Conoscendo la variabile connessa con ogni giunto (variabile di giunto: angolo per i rotoidali, posizione relativa per i prismatici) la posizione ed orientazione (posa o postura) dellorgano terminale sono univocamente determinati Nel caso dei robot mobili non si hanno vincoli rigidi che ne vincolano la posizione in maniera univoca, bensì ruote (generalmente) che determinano un vincolo di velocità Conoscendo la variabile connessa con ogni giunto (angolo complessivo di rotazione della ruota) non si ha nessuna informazione circa la posa del veicolo

13 M. De Cecco - Lucidi del corso di Robotica e Sensor Fusion Allo scopo di testare milioni di reagenti per determinare le miscele più adatte alla definizione di nuovi farmaci è necessario lintervento di macchine automatiche riprogrammabili. Mediante operazioni effettuate da utenti umani è possibile verificare circa 30 miscele al giorno Mediante lintervento dei robot il numero sale a in un giorno Altri vantaggi sono: si evitano operazioni ripetitive e quindi alienanti per una persona si evita la manipolazione di reagenti pericolosi (ad esempio radioattivi, corrosivi, etc) si possono controllare in maniera automatica le condizioni ambientali (ad esempio la temperatura) Svantaggio: tutto il sistema deve essere strutturato in maniera molto più rigida rispetto al caso umano (sistemi di immagazzinamento materie prime e composti, manipolazione ed inserzione). Dunque lazienda deve sostenere un maggiore costo iniziale a fronte di un vantaggio a medio- lungo periodo Applicazioni – Robot in campo Farmaceutico

14 M. De Cecco - Lucidi del corso di Robotica e Sensor Fusion Applicazioni – Robot per trasporto merci

15 M. De Cecco - Lucidi del corso di Robotica e Sensor Fusion Veicoli robotici da campo I veicoli robotici sono sviluppati sia per applicazioni militari che spaziali e civili per uso in terreni primitivi, cioè senza strade di alcun tipo. Lesperienza sviluppata per i veicoli autonomi fuori-strada è utilizzata in altri settori come lagricoltura, lattività mineraria, le costruzioni, e gli interventi in ambienti pericolosi

16 M. De Cecco - Lucidi del corso di Robotica e Sensor Fusion

17 Correre e Saltare Nell evoluzione della robotica c è una lunga tradizione di fare ricorso a imitazioni di sistemi biologici. I laboratori di ricerca giapponesi sono stati e sono molto interessati alla bio- mimetica, ottenendo importanti successi.

18 M. De Cecco - Lucidi del corso di Robotica e Sensor Fusion

19 Un robot circolare soffice capace di strisciare e saltare


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