ROBOTICS
Anno accademico 2024/2025 - Docente: Giovanni MUSCATORisultati di apprendimento attesi
Conoscenza e capacità di comprensione
Il corso mira alla conoscenza del funzionamento di sistemi robotici in generale.
In particolare l'attenzione è rivolta sia ai manipolatori robotici che ai robot mobili per applicazioni industriali e di servizio.
Cinematica, Cinematica differenziale, Dinamica, Controllo e Programmazione di Robot Industriali. Cinematica, Calcolo di traiettorie, localizzazione e navigazione di robot mobili.
Conoscenze e capacità di comprensione applicate
Alla fine del corso lo studente dovrà essere in grado di analizzare un sistema robotico e di progettarne il sistema di controllo.
Autonomia di giudizio
Gli studenti dovranno avere le competenze per poter analizzare un sistema robotico, nelle sue componenti e dovranno essere in grado di proporre soluzioni a problemi che richiedono l'impiego di sistemi robotici.
Abilità comunicative
Gli studenti dovranno possedere le proprietà di linguaggio e le terminologie tipiche dei sistemi robotici e dovranno essere in grado di comunicarne caratteristiche, prestazioni e modalità di funzionamento sia ad esperti del settore che a interlocutori non specialisti.
Capacità di apprendimento
Gli studi intrapresi potranno consentire lo sviluppo ulteriore degli studi verso l'analisi e la progettazione anche di sistemi robotici più complessi in modo auto-diretto ed autonomo.
Modalità di svolgimento dell'insegnamento
Il corso è svolto mediante lezioni frontali attraverso l'uso di slide disponibili su lla piattaforma Studium.
Il corso comprende anche una serie di esercitazioni al calcolatore per la simulazione di robot e in laboratorio per lo sviluppo di esperienze pratiche di controllo e programmazione di sistemi robotici.
Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato in precedenza, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel syllabus.
Prerequisiti richiesti
Frequenza lezioni
La frequenza non è richiesta, seppure fortemente consigliata, per sostenere la prova di esame.
La frequenza è indispensabile per lo svolgimento delle esercitazioni di laboratorio.
Contenuti del corso
Testi di riferimento
Autore | Titolo | Editore | Anno | ISBN |
---|---|---|---|---|
Siciliano, Sciavicco, Villani, Oriolo | Robotics: Modelling, Planning and Control | Springer | 2010 | 978-1-84996-634-4 |
Siegwart, Nourbakhsh, Scaramuzza | Introduction to Autonomous Mobile robots | MIT Press | 2011 | 0262015358 |
Programmazione del corso
Argomenti | Riferimenti testi | |
---|---|---|
1 | Introduction. Applications of robots. (2 hours) | [1] |
2 | Direct kinematics (4 hours) | [2] |
3 | Inverse kinematics (3 hours) | [2] |
4 | Differential kinematics. Jacobian. (2 hours) | [2] |
5 | Differential kinematics: singularities, redundancy (2 hours) | [2] |
6 | Differential kinematics: Inverse differential kinematics, Analytical Jacobian (3 hours) | [2] |
7 | Orientation errors (3 hours) | [2] |
8 | Statics Manipulability Ellipsoid,(2 hours) | [2] |
9 | Trajectory planning and Dynamics (2 hours) | [2] |
10 | Decentralised control (2 hours) | [2] |
11 | PD control with gravity compensation (2 hours) | [2] |
12 | Control with feedback linearization (2 hours) | [2] |
13 | Introduction to mobile robots (4 hours) | [3] |
14 | Mobile robots localization (2 hours) | [3] |
15 | Mobile robots mapping (2 hours) | [3] |
16 | Markov localization Kalman filter localization (2 hours) | [3] |
17 | Quadrotor modelling and control (3 hours) | [4] |
18 | Underwater robots (1 hour) | [4] |
19 | Inertial Measurement Units (1 hour) | [4] |
20 | Satellite Localization Systems., GNSS, DGPS, Galileo (2 hours) | [4] |
21 | Mobile robots Control (3 hours) | [3] |
22 | MATLAB Robotics toolbox, kinematics, control and simulation of manupulators and mobile robots (9 hours) | [4] |
23 | KUKA and AUBO manipulator programming (2 hours) | [4] |
24 | Mobile robots laboratory exercise. Examples of robots, Agriculture, climbing volcanoes, demining (10 hours) | [4] |
25 | Robotic sensors overview and exercise (5 hours) | [4] |
26 | Quadrotor laboratory exercise (2 hours) | [4] |
27 | ROS programming (2 hours) | [4] |
Verifica dell'apprendimento
Modalità di verifica dell'apprendimento
The exam consists in the presentation of the laboratory experiments performed, in a report and in an oral dissertation.
Learning assessment may also be carried out on line, should the conditions require it.
Esempi di domande e/o esercizi frequenti
Differential kinematics. Jacobian computation. Statics. Redundant manipulators. Kalman filter. Markov localization. Decentralised control.