Francesco BASILE | Robotica

Missione

Le attività di laboratorio focalizzate nell’ambito della robotica industriale:
Nell'ambito di tale filone le attività di laboratorio riguardano la sperimentazione di leggi di controllo per robot industriali e per celle robotizzate cooperanti e il controllo distribuito di sistemi multi-robot.
Il laboratorio da anni è sede di consolidate collaborazioni con industrie quali Leonardo-Finmeccanica, Loccioni e Comau-Robotics
Dispone di 3 robot industriali antropomorfi a 6 gradi di libertà, di cui due montati su una slitta attuata al fine di realizzare una cella di lavorazione cooperante a 14 gradi di libertà; controllori dei robot ad architettura di controllo aperta, che permettono la sostituzione parziale o totale del software di controllo di fabbrica con quello da sperimentare.

Attività

Controllo distribuito di sistemi multi-robot
Nell'ambito del controllo di sistemi multi-robot, la mancanza di una unità centrale di elaborazione e la conseguente località delle informazioni pone diversi problemi dal punto di vista della computazione dell'input di controllo di ciascuna agente. Il controllo decentralizzato permette di superare parzialmente questo limite. A tal scopo, un utile tool è rappresentato dalla teoria dei grafi, in cui ciascun robot è modellato come un nodo della rete e lo scambio di informazioni tra agenti mediante un arco. In questo contesto, l'attività di ricerca sviluppata consiste nello sviluppo di leggi di controllo del tipo-osservatore-controllore in cui lo scopo dell'osservatore è quello di stimare lo stato complessivo (non direttamente accessibile) del sistema, mentre il controllore utilizza tale stima per il calcolo della legge di controllo locale. Nello stesso ambito è incentrata l'attività di diagnosi, detection e accomodation dei fault la quale consiste nell'identificare e gestire in un contesto decentralizzato eventuali fault all'interno del sistema multi-robot.
Controllo di manipolatori cooperanti
L'attività di ricerca consiste nel controllo cinematico di sistemi di robot cooperanti a partire dalla descrizione del compito da eseguire. Il controllo cinematico prevede prima un'inversione cinematica per passare da una traiettoria assegnata nello spazio operativo alle corrispondenti traiettorie ai giunti per ogni manipolatore e poi l'utilizzo di un controllore ai giunti che può essere sia del tipo joint-independent control o model-based control. L'attrattività di questo tipo di controllo sta nell’utilizzare controllori standard per i robot a livello di giunto e nella possibilità di utilizzare la ridondanza eventualmente presente aggiungendo dei vincoli addizionali nella inversione cinematica.
Controllo di forza di manipolatori
L'attività consiste nello sviluppo di algoritmi di controllo che gestiscano l'interazione del manipolatore con l'ambiente. Inoltre, nel caso di due o più manipolatori che manipolano un oggetto comune, vi è il problema di controllare sia gli stress interni che producono deformazioni sull'oggetto e sia le forze di interazione fra oggetto e ambiente.
Foratura robotizzata
In ambito aeronautico, l'utilizzo di robot industriali per operazioni attualmente svolte in maniera manuale da operatori esperti produrrebbe una notevole riduzione dei tempi di produzione e un miglioramento della qualità. In tal senso, il Laboratorio di Automatica è equipaggiato per la sperimentazione di algoritmi di foratura robotizzata di pannelli aeronautici. In tale attività, uno dei robot è dotato di un end-effector di foratura, mentre l'altro ha il compito di irrigidire localmente il pannello, in modo da migliorare la qualità della foratura.

Didattica

Il laboratorio fornisce supporto didattico ai corsi di
• Robotica
• Progettazione dei Sistemi di Controllo.
Il laboratorio ospita, inoltre, attività di tesi e attività post-laurea per i laureandi e laureati in Ingegneria Informatica, e per i dottorandi di ricerca in Ingegneria dell'Informazione. Molte di tali attività prevedono la partecipazione da parte degli studenti a progetti di ricerca e sviluppo, anche di natura sperimentale, e sono supportate da borse di studio, assegni di ricerca e contratti di collaborazione finanziati dall'Università e da aziende e svolte, spesso, in un ambito internazionale.

Strumentazione

La strumentazione disponibile in laboratorio è la seguente:
2 robot antropomorfi Comau SmartSix
1 robot UR10 (Universal Robot)
1 sensore Kinect
1 sensore CMOS ad alta risoluzione
3 sensori di forza/coppia
4 gripper pneumatici a due e tre dita
1 gripper elettrico a due dita
4 postazioni PC
Foto e maggiori informazioni reperibili sul sito di riferimento del gruppo www.automatica.unisa.it