Robotics@MiddleSchool - Guida A.S. 2016/17

Jacopo Sini

Guida A.S. 2016/17

v.2 - Torino, 02/09/2016

ROBOTICS@MIDDLESCHOOL

In queste diapositive vedremo: • Moduli corso • Struttura corso

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G.2

Il corso è strutturato nei seguenti moduli: 1 - Perché studiare robotica? 2 - Concetti di base 2.NXT (ACS) - Esempi completi (LEGO NXT) 3 – Programmazione 3.A - Arduino 4 - Robot mobili 4.DDR (AC) - Differential Drive Rover 4.CV (S) - Computer Vision (acquisizione) 4.CV (CS) - Computer Vision (elaborazione) 5 - Manipolatori Jacopo Sini

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G.3

Riflessione sui correnti sviluppi dell’industria. Breve introduzione alla Maker Revolution presentazione dei concetti di: • Internet delle cose (Internet of Things) • Hardware open-source (Arduino) • Stampa 3D • Big data • Cloud computing

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e

G.4

Presentazione di: • Meccatronica • Cibernetica (Norbert Wiener) • Sistemi automatici • Robotica – Manipolatori industriali • Bracci e giunti • Catena cinematica (solo tramite figure)

– Robot di servizio (mobili) • Programmazione della traiettoria • Localizzazione del veicolo nello spazio • Computer Vision Jacopo Sini

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G.5

Introduzione ai problemi di base che si presentano durante la programmazione di un robot. Concetto di interazione fra mondo reale e sistema di controllo, tramite analisi di problemi che richiedono misure nel mondo reale e quindi l’uso di sensori.

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G.6

Introduzione ai robot fissi ad uso industriale Concetti di: • Area di lavoro • Ridondanza • Singolarità cinematica Spiegare in pratica quali compiti sia o non sia possibile svolgere tramite manipolatori.

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G.7

• Navigazione e determinazione della posizione nei veicoli, velivoli, natanti. – GPS – Inertial Measurement Unit – Altri sensori eterocettivi

• Computer vision, con introduzione alla cattura e all’elaborazione elettronica delle immagini • Rilevazione degli ostacoli (Collision avoidance) • Pianificazione di semplici rotte Jacopo Sini

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G.8

• Applicazione, in semplici casi pratici, delle nozioni teoriche presentate. – Controllo di un semplice robot mobile realizzato su piattaforma LEGO NXT – Esperienze pratiche sulla computer vision

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G.9

1 Perché studiare robotica?

3 Programmazione

2 Concetti di base

3A Arduino

2.NXT Lego NXT 4 Robot mobili 4DDR Robot mobili

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4CV Computer Vision Acquisizione

4CVe Computer Vision Elaborazione

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G.10

I capitoli 1 e 2 contengono argomenti essenziali dunque dovrebbero essere letti, nell’ordine, e prima dei capitoli successivi. La lettura del plico 2.NXT è fortemente consigliata. I capitoli 3 e 4 possono essere studiati nell’ordine preferito, ma rispettandone l’ordine relativo (ad esempio non può essere studiato proficuamente il plico 4.2.2 prima di aver letto il 4.2.1) e così via. I file .pdf sono numerati in modo tale da indicare l’ordine di lettura consigliato. Jacopo Sini

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G.11

Obiettivo

+-

Controllore

Attuatori

Compito

Sensori

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G.12

Ogni

modulo contiene ingredienti presenti: • A=attuatori • C=controllori • S=sensori

le

iniziali

degli

Chiaramente compiti e obiettivi, essendo trasversali e trattati in tutti i plichi, non verranno evidenziati. Jacopo Sini

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G.13

Per maggiore chiarezza all’interno di ogni plico sarà presente una slide con evidenziati il/gli ingredienti trattati.

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G.14

All’inizio di ogni plico (che non sia anche l’inizio di un capitolo è presente una slide come la seguente, in cui verranno evidenziati quali degli ingredienti del sistema di controllo verranno trattati.

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G.15

In queste slide verranno trattati: • Attuatori • Controllori • Sensori Obiettivo

+-

Controllore

Attuatori

Compito

Sensori

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G.16

NICOLELIS M. Beyond boundaries. The new neurosciences of connecting brains and how it will change our lives, Bollati Boringhieri, Torino, 2014 WIENER R. Introduzione alla Cibernetica, Bollati Boringhieri, Torino BONA B. Modellistica dei robot industriali, Celid, Torino, 2002 CORKE P. Robotics, Vision and Control, star, Springer , 2011

NEEDHAM T., Visual Complex Analysis, Claredon Press, 1997 (Chapter 1.2-3)

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G.17

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G.18