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

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

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)

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

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” Joseph F. Engelberger, President, Unimation Inc.

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.

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

Tassonomia robotica (?) Un po’ di esempi

Un po’ di esempi Robot industriale

Un po’ di esempi PRASSI: robot di sorveglianza per esterni RAS. Robot Antartico di Superficie

Un po’ di esempi SARA

Un po’ di esempi sequenziatore LEGO

Un po’ di esempi

Un po’ di esempi

Un po’ di esempi

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

Cosa c’è in giro iRobot

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

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

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

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

Sensoristica

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

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

Visione artificiale 111010010010010010010000100100100100111111011010010101001011110010111011011011000101010010010010010010010010100100100011111001001001001010010010010010100101001011010010010010010010000100100100100111111011010010101001011110010111011011011000101010010010010010010010010100100100011111001001001001010010010010010100101001111010010010010010010000100100100100111111011010010101001011110010111011011011000101010010010010010010010010100100100011111001001001001010010010010010100101001

Visione artificiale: estensioni del concetto Sensore omnidirezionale

Applicazioni di visione artificiale alla robotica terrestre Riconoscimento di marker artificiali

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

Applicazioni di visione artificiale: navigazione autonoma in ambiente non strutturato Ingresso Mappa disparità Mappa a terra

Robotica autonoma RAS, Robot Antartico di Superficie

Robotica autonoma Progetti PRASSI / TECSIS

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