DISTRIBUTED ROBOTICS

DISTRIBUTED ROBOTICS

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Codice
86743
ANNO ACCADEMICO
2016/2017
CFU
4 cfu al 2° anno di 8774 ROBOTICS ENGINEERING (LM-32) GENOVA
SETTORE SCIENTIFICO DISCIPLINARE
ING-INF/04
LINGUA
Inglese
SEDE
GENOVA (ROBOTICS ENGINEERING)
periodo
1° Semestre

PRESENTAZIONE

La cooperazione tra robot è una tecnica fondamentale per poter raggiungere obiettivi più complessi che un robot isolatamente non può ottenere. Le robotica cooperativa può essere utilizzata per l’esplorazione distribuita, il patrolling e le attività di monitoraggio, fino al trasporto cooperativo, in scenari quali la costruzione o smantellamento di grandi strutture, operazioni di salvataggio, intervento post-disastro o in ambiente industriale.

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

Robotic communication networks. Cooperative localization, mapping and navigation within multi-mobile robotic agents. Coordination control techniques for teams and swarm of autonomous vehicles. Distributed sampling, patrolling. Coordination control techniques for multi-mobile manipulators. Assembly and construction, post-disaster interventions.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO)

Alla fine del corso, gli studenti avranno appreso le seguenti capacità:

  • l’utilizzo del framework a priorità di compito per il controllo di sistemi robotici complessi
  • progettare sistemi di controllo distribuiti e cooperativi
  • organizzare gli algoritmi di controllo distribuiti e lo scambio di informazioni necessari
  • implementare algoritmi di localizzazione, mapping e navigazione cooperativa usando framework allo stato dell’arte per sistemi multi robot (e.g. ROS)

Modalità didattiche

Lezioni frontali e attività di laboratorio.

PROGRAMMA/CONTENUTO

I seguenti argomenti saranno sviluppati, in parallelo, per scenari terresti, aerei e sottomarini. La parte I e la parte II saranno presentate da due docenti diversi e alternate.

Parte I

  • Controllo coordinato e cooperativo di sistemi robotici complessi
  • Che cos’è un obiettivo di controllo
  • Che cos’è un task di controllo
  • Controllo di sistemi robotici a priorità di task
  • Tecniche di controllo coordinato per manipolatori mobili
    • Esempio: modellamento e controllo di sistemi di manipolazione flottante sottomarina per compiti di trasporto
  • Tecniche di controllo coordinato per team di veicoli autonomi
    • Esempio: campionamento distribuito di campi oceanici

Parte II

  • Sistemi autonomi distribuiti
  • Sistemi impliciti di cominicazione e cooperazione stigmergy-based
  • Approcci distribuiti e real-time al coverage distribuito (bio-inspired)
    • Attività di laboratorio: programmazione di un team di robot per il patrolling in un ambiente dotato di motion-capture
  • Assegnamento distribuito di task per mezzo di aste
    • Attività di laboratorio: programmare un sistema di aste per l’assegnamento di task all’interno di un team di robots operante in un ambiente dotato di motion-capture
  • Localizzazione, mapping e navigazione cooperativa per robots

TESTI/BIBLIOGRAFIA

L. Parker, F. Schneider, A. Schultz (Eds.). Multi-Robot Systems: From Swarms to Intelligent Automata, Volumes I-II-III. Springer-Verlag, Heidelberg. 

DOCENTI E COMMISSIONI

Ricevimento: Il docente riceve su appuntamento, previo accordo al termine della lezione o via email: antonio.sgorbissa@unige.it

Commissione d'esame

RENATO UGO RAFFAELE ZACCARIA (Presidente)

ENRICO SIMETTI (Presidente)

ANTONIO SGORBISSA (Presidente)

LEZIONI

Modalità didattiche

Lezioni frontali e attività di laboratorio.

ESAMI

Modalità d'esame

Continuous assessment (30%); esame finale (70%).

 

Modalità di accertamento

I dettagli su come preparare l'esame e il livello di conoscenza richiesto per i vari argomenti saranno dati durante le lezioni.

L'esame finale verterà su aspetti teorici e di programmazione visti a lezione, con l'obiettivo di valutare se lo studente abbia raggiunto un adeguato livello di conoscenza sui sistemi robotici cooperativi. In particolare, verrà valutato se lo studente:

  • conosca che cosa sia un obiettivo di controllo e un task di controllo
  • sappia applicare il framework a priorità di task per il controllo di singoli e multipli sistemi robotici
  • sappia come implementare un sistema multi-robot usando il framework ROS in un ambiente dotato di motion-capture