Robotica (Robotics)

Cecilia Laschi  

Insegnare i fondamenti della robotica, come dominio applicativo per l'Informatica, i sistemi intelligenti, l’apprendimento automatico. Fornire agli studenti gli strumenti di base per integrare e programmare un sistema robotico, con particolare riferimento alla realizzazione di schemi di percezione-azione e controllo del comportamento. Costruire negli studenti la capacità di lavoro sperimentale, attraverso l’analisi di casi di studio e attività di laboratorio.

• Introduzione alla robotica: definizioni principali, illustrazione dei domini applicativi, anche attraverso casi di studio, e analisi dello schema di un sistema robotico tipico
• Meccanica e cinematica dei robot: definizioni di manipolatore robotico, di spazio dei giunti e spazio Cartesiano, problemi di cinematica diretta e inversa, rappresentazione di Denavit-Hartenberg
• Sensori per la robotica: proprietà dei sensori, sensori di posizione, di prossimità, di forza
• Controllo di robot: controllo del moto di un giunto, controllo del moto del manipolatore, nello spazio dei giunti e nello spazio Cartesiano
• Architetture per il controllo del comportamento nei robot: definizione di robot autonomo, paradigmi e architetture gerarchiche, reattive e ibride, esempi dai veicoli di Braitenberg, architettura subsumption di Brooks
• Navigazione robotica: problemi fondamentali della navigazione di robot, tecniche per la pianificazione della traiettoria, per l’inseguimento della traiettoria, per la localizzazione
• Percezione tattile nell’Uomo e nei robot: definizione di percezione aptica, sensori propriocettivi ed esterocettivi nell’Uomo, concetto di percezione attiva, neurofisiologia dei recettori tattili umani, il polpastrello e il suo ruolo nel controllo della presa, sensori tattili artificiali, procedure di esplorazione tattile
• Visione nell’Uomo e nei robot: occhio e retina, fotorecettori, elaborazione delle immagini nella retina, proiezione nella corteccia visiva, movimenti oculari, immagini digitali, tecniche di early processing, tecniche di segmentazione delle immagini, principi di visione stereoscopica, visione retinica, controllo dei movimenti oculari
• Analisi di casi di studio di sistemi robotici
• Progetto in laboratorio: lavoro svolto dallo studente in laboratorio con sistemi robotici

Kung-sun Fu, Rafael C. Gonzales, C.S. George Lee, Robotica, McGraw Hill
R. Murphy, Introduction to AI Robotics, The MIT Press, 2000

Compitino a fine corso. Appelli orali per chi non fa o non verbalizza il compitino.