Progetto di Robotica 2.5 Crediti Anno Acc. 2005/2006 (Docente: PhD. Ing. Michele Folgheraiter)

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1 Progetto di Robotica 2.5 Crediti Anno Acc. 2005/2006 (Docente: PhD. Ing. Michele Folgheraiter). Obiettivi: Lo scopo del progetto è di dare allo studente l'opportunità di approfondire una tematica inerente la Robotica o di utilizzare, in un lavoro teorico/applicativo, quanto appreso durante il corso. Qualora richiesto, il candidato dovrà integrare le sue conoscenze con del materiale aggiuntivo che reperirà autonomamente o sotto la guida del docente. Alla fine del progetto lo studente consegnerà una relazione in formato CognomeNome2ParoleChiave.pdf es: (RossiMarioBioroboticaNeuroni.pdf) I progetti assegnati sono divisi in due principali categorie: Approfondimento/Stato dell arte di una tematica inerente la Robotica. Implementazione di un sistema robotico reale.

2 Approfondimento di un argomento inerente la Robotica. Descrizione: Si tratta di raccogliere del materiale (su internet), articoli e recensioni, riguardanti dei progetti di ricerca o prototipi di robot. Quindi di riorganizzarlo in un documento che riassuma i lavori visionati e ne analizzi gli aspetti più salienti. Argomenti: Robotica Umanoide: La robotica umanoide ha l'obbiettivo principale di riprodurre, in un sistema artificiale, alcune caratteristiche morfologico funzionali del corpo umano. (File: Breve stato dell'arte sulla Robotica Umanoide). Per questo argomento lo studente può scegliere di analizzare i progetti di robot completi oppure analizzare dei progetti (normalmente condotti in laboratori Universitari) mirati a implementare solo una sottoparte del robot: sistemi bipedi, arti artificiali, coordinazione visione manipolazione, intelligenza artificiale applicata nell'ambito della Robotica Umanoide. Biorobotica:ha lo scopo principale di sfruttare le conoscenze biologiche dell'organismo per sintetizzare un sistema robotico artificiale. Il sistema derivante da questo approccio metodologico dovrebbe, almeno in parte, esibire un comportamento paragonabile a quello dell'organismo naturale (File: Esempio di BioRobot). Robot per la sorveglianza domestica/pubblica: Fino ad ora la robotica è stata applicata con successo in ambito industriale. Tuttavia negli ultimi anni, alcune aziende hanno cominciato a commercializzare dei robot per applicazioni domestiche. Una di queste è la sorveglianza di edifici privati o pubblici. Solitamente questi tipi di robots sono equipaggiati con sensori infrarossi e sistemi di visione in grado di rilevare l'eventuale intruso. Hanno funzionalità di navigazione autonoma, e spesso attraverso una rete informatica, sono in grado di trasmettere delle informazioni a distanza. Robot su zampe: Spesso i robot su ruote non sono adatti per muoversi su terreni disconnessi e accidentati, si preferisce in questi casi utilizzare una locomozione su zampe, solitamente 6 o 4. (File: Esempio di Stato dell'arte ) Realtà virtuale e interfacce aptiche: la realtà virtuale mira a creare, attraverso un artificio, un mondo sintetico. L'utente sarà in grado di interagire con questo mondo attraverso un interfaccia più o meno sofisticata (sistemi aptici, head mounted display, guanti/tute per il feedback sensoriale...). Tali sistemi sono spesso utilizzati anche nella robotica per teleoperazioni. (File: Esempio di stato dell'arte sulle Interfacce Aptiche)

3 Sistemi di attuazione per la robotica Sistemi sensoriali per la robotica Domotica, robotica applicata all'ambiente domestico Robotica applicata ai disabili Implementazione di un sistema robotico reale Oss: Tutti i progetti Teorico/Implementativi si basano su 4 fasi essenziali: 1. Assegnazione del problema (fisserò un incontro orientativo per ogni gruppo) 2. Ricerca di materiale a riguardo, su libri di testo o in rete, analizzare documentazione di progetti e sistemi analoghi 3. Progettazione 4. Implementazione Pratica/ Simulazione e fase di Testing.

4 Titolo P1 (2-3 persone, 1 Gruppo, Possibilità espansione tesi): Sistema di visione con WebCam in grado di identificare la posizione del braccio (umano) nel piano. Descrizione: Il progetto richiederà di lavorare ad un sistema di visione bidimensionale (esistente in parte) in grado di identificare la posizione di un braccio umano vincolato a muoversi su di un piano. L identificazione dei contorni d interesse sarà facilitata dalla presenza di landmark artificiali posizionati sull arto stesso. Tutti gli algoritmi di visione saranno implementati in ambiente Matlab-Simulink. Titolo P4 (1-2 persone, 1-2 Gruppi, Possibilità espansione tesi): Tastiera virtuale mediante Webcam Descrizione: Si tratta di sviluppare (sulla base di lavori già condotti lo scorso anno) una tastiera virtuale.

5 Titolo P6 (1-2 persone, 2-3 Gruppi, Possibilità espansione tesi): Simulatore per un robot mobile (su zambe, 4, 6, 8) che utilizza come sistema di controllo una rete neurale biomimetica. Descrizione: Sviluppare un simulatore (in parte già esistente) per un robot mobile su zampe. Il sistema, utilizzando una rete neurale oscillante, sarà in grado di governare in modo sincrono gli arti del robot in modo da implementare una camminata efficiente. Progettazione e Realizzazione di un Robot Mobile su ruote Sensori di visione Sensori di navigazione Piattaforma di ricarica

6 Titolo RG1: (1-3 persone, 1 Gruppo) Progettazione Realizzazione Piattaforma Hardware (Chassis Robot+ Meccanica Differential Drive ) Descrizione: Progettare (mediante programma Cad 3D, SolidEdge) ed implementare la struttura meccanica del robot mobile (deve poter ospitare i 2 motori, la scheda con microcontrollore, un scheda Pc miniboard, la scheda potenza motori, l interfaccia con i sensori, la batteria ), il progetto richiede inventiva e capacità di progettazione meccanica-strutturale. Titolo RG2: (1-3 persone, 1 Gruppo) Progettazione Realizzazione Piattaforma di Ricarica + modulo intelligente di attracco (basato sul sistema di visione). Descrizione: Questo progetto è interdipendente con il progetto RG1 Progettare ed implementare la piattaforma per la ricarica del robot (sistema di ricarica batteria da alimentazione da rete), inoltre è necessario sviluppare la parte di software di visione che permette al robot di agganciarsi in automatico alla piattaforma di ricarica, quando vi si trova in prossimità Titolo RG3: (1-2 persone, 1 Gruppo) Progettazione e Realizzazione di una scheda di potenza per il controllo bidirezionale e di velocità di motori a corrente continua. Descrizione: Questo progetto riguarda la progettazione e la realizzazione di una semplice scheda che permette di pilotare in potenza con modulazione PWM dei motori in corrente continua. Il progetto richiede dimestichezza nell utilizzo di un programma per la progettazione del circuito stampato e nell installazione dei componenti elettronici richiesti (Pic, stabilizzatore di tensione 5V, quarzo, connettori vari). Durante le ultime fasi del progetto si proverà la scheda sul un robot. E richiesta un minimo di esperienza nella realizzazione di schede elettroniche. Titolo RG4: (1-2 persone, 1 Gruppo,) Programmazione scheda PIC (già esistente), per il controllo di motori CC (in corrente continua). Descrizione: Questo progetto riguarda l implementazione di un programma (scritto in C) che permetterà di dialogare con il sistema sensoriale del robot e con il sistema di attuazione. In particolare dovrà generare i segnali di controllo da inviare alla scheda di potenza.

7 Titolo RG6: (1-2 persone, 1 Gruppo) Sviluppo di un sistema sensoriale di prossimità (sensori a ultrasuoni) per robot mobile Descrizione: si tratta di realizzare una scheda per l emissione e la ricezione di segnali ad ultrasuoni + relativo software (implementato in Matlab). La scheda dovrà essere in grado di rilevare la distanza di oggetti in prossimità del robot. Il progetto richiede dimestichezza nell utilizzo di un programma per la progettazione del circuito stampato e nell installazione dei componenti elettronici richiesti (amplificatori operazionali, comparatori, filtri..).

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