Fabrizio CACCAVALE | Robotica (9 CFU)
Robotica (9 CFU) | |
---|---|
SCUOLA di INGEGNERIA | |
Laurea Magistrale | |
INGEGNERIA INFORMATICA E DELLE TECNOLOGIE DELL'INFORMAZIONE | |
9 |
CFU | Ore | Ciclo | Docente | ||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | Robotica (9 CFU) | ||||||
9 | 84 | Secondo Semestre | CACCAVALE Fabrizio |
Lingua insegnamento | Italiano |
---|
Obiettivi formativi e risultati di apprendimento | L'obiettivo principale del corso consiste nel fornire agli studenti gli elementi essenziali per la modellazione, l’analisi e il controllo di manipolatori robotici, con particolare riferimento ai manipolatori utilizzati in ambito industriale (robotica in ambienti fortemente strutturati).
|
---|
Prerequisiti | E' consigliabile avere acquisito e assimilato le seguenti conoscenze e metodologie fornite dagli insegnamenti di matematica e fisica di base, nonché dai corsi di “Elettrotecnica”, “Segnali e sistemi” ed “Elettronica”:
|
---|
Contenuti del corso | Introduzione alla robotica (4 ore di lezione) Cinematica dei manipolatori a catena aperta (10 ore di lezione, 10 ore di esercitazioni) Cinematica differenziale e statica dei manipolatori a catena aperta (10 ore di lezione, 10 ore di esercitazioni) Dinamica dei manipolatori a catena aperta (4 ore di lezione, 2 ore di esercitazioni) Pianificazione delle traiettorie (6 ore di lezione, 4 ore di esercitazioni) Controllo del moto e dell'interazione (10 ore di lezione, 10 ore di esercitazioni) Sistema sensoriale e unità di governo (4 ore di lezione) |
---|
Programma esteso | Introduzione alla robotica (4 ore di lezione): elementi caratterizzanti di un robot industriale; strutture di manipolazione; tipologie fondamentali di manipolatori. Cinematica dei manipolatori a catena aperta (10 ore di lezione, 10 ore di esercitazione): matrici di rotazione e rappresentazioni minime dell’orientamento; trasformazioni omogenee; cinematica diretta: convenzione di Denavit- Hartenberg, calcolo della cinematica diretta di strutture di manipolazione; spazio dei giunti e spazio operativo; caratterizzazione di strutture di manipolazione: spazio di lavoro, ridondanza cinematica, ripetibilità ed accuratezza; cenni alle tecniche di calibrazione cinematica; cenni alla risoluzione in forma chiusa della cinematica inversa. Cinematica differenziale e statica dei manipolatori a catena aperta (10 ore di lezione, 10 ore esercitazione): Jacobiano geometrico e Jacobiano analitico; analisi della ridondanza cinematica; singolarita? cinematiche; soluzioni algoritmiche della cinematica inversa; statica dei manipolatori; misure di manipolabilità. Dinamica dei manipolatori a catena aperta (4 ore di lezione, 2 ore esercitazione): formulazione di Lagrange; proprietà notevoli del modello dinamico; cenni all'identificazione dei parametri dinamici; dinamica diretta ed inversa. Pianificazione di traiettorie (6 ore di lezione, 4 ore di esercitazioni): tecniche di pianificazione delle traiettorie nello spazio dei giunti; tecniche di pianificazione delle traiettorie nello spazio operativo. Controllo del moto e dell'interazione (10 ore di lezione, 10 ore esercitazione): tipologie e schemi di principio di controllo del moto; controllo indipendente ai giunti; controllo a coppia precacolcolata (feedforward) nello spazio dei giunti; controllo a dinamica inversa nello spazio dei giunti; controllo a dinamica inversa nello spazio operativo; controllo dell'interazione: controllo di impedenza/ammettenza, cenni al controllo diretto di forza (controllo ibrido). Sistema sensoriale e unità di governo (4 ore di lezione): sensori e attuatori, architettura funzionale di una unità di governo per robot industriali; cenni alle architetture hardware; ambienti di programmazione. |
---|
Metodi didattici | Il corso è organizzato nel seguente modo:
|
---|
Modalità di verifica dell'apprendimento | Nell’ultima parte del corso gli allievi sono invitati a comporre dei gruppi per lo sviluppo di un elaborato progettuale. A ciascun gruppo viene assegnato un elaborato progettuale, il cui argomento può essere proposto dal gruppo stesso. Per poter sostenere l’esame è necessario consegnare l’elaborato progettuale entro la scadenza comunicata negli avvisi di prove d’esame (tipicamente 1 settimana). L’elaborato sarà preventivamente valutato dal docente: se non è considerato soddisfacente, il docente può chiedere modifiche e/o integrazioni. L’esame consiste in una prova orale suddivisa in due parti:
Il voto finale sarà determinato sulla base della correttezza e della profondità dell’elaborato, nonché sulla capacità dell’allievo di esporlo in maniera chiara ed esaustiva, e dell’accertamento della capacità di collegare e confrontare argomenti e metodologie apprese durante il corso. Il conferimento della lode presuppone la capacità dell'allievo di utilizzare le metodologie proposte durante il corso per la risoluzione di problemi non affrontati a lezione e/o di generalizzare le metodologie stesse a classi di sistemi più ampie. |
---|
Testi di riferimento e di approfondimento, materiale didattico Online |
|
---|
Metodi e modalità di gestione dei rapporti con gli studenti | All’inizio del corso il docente descrive obiettivi, programma e metodi di verifica del corso, indicando dove reperire il materiale didattico on line. |
---|
Date di esame previste | 30/07/2024, 24/09/2024, 05/11/2024, 17/12/2024, 21/01/2025, 25/02/2025, 08/04/2025, 20/05/2025, 24/06/2025 Eventuali variazioni delle date, nonché gli orari e le aule di svolgimento delle prove, saranno comunicate tramite la pagina Moodle del corso (https://informatica.unibas.it/moodle) e/o sul sito web del Dipartimento. |
---|
Seminari di esperti esterni | Normalmente, il corso prevede seminari o lezioni tematiche tenute esperti esterni. Date e argomenti saranno resi noti durante il corso. |
---|