Curriculum della
attivita scientifica e didattica
Massimo Bergamasco
Curriculum dell'attivita scientifica e didattica
I
lndice
ATTIVITA SCIENTIFICA
4
lntroduzione
Note introduttive
Creazione del Laboratorio PERCRO
IDD - Industrial design division
CODE - Collaborative DEsign
Centro di Ricerca NEWMED
7
Temi di ricerca
lnterfacce Uomo-Macchina
8
Sistemi per la registrazione dei movimenti dell'operatore umano
10
Metodi di analisi e sintesi di meccanismi a cinematica parallels
10
Sistemi esoscheletrici per il potenziamento umano
11
12
Sistemi per la retroazione inerziale
Robotica
12
Organo terminale robotic0 a media complessita per applicazioni in ambito spaziale 14
Sistema di movimentazione per sensori di visione CCD spazio-varianti
14
Componente di Modellazione del Comportamento delle Entita Virtuali
15
Attivita di ricerca
Reti di Eccellenza
Progetti di ricerca nazionali
Progetti con I'Unione Europea
Progetti di ricerca e convenzioni con altri enti finanziatori
Progetti di ricerca con istituti stranieri
Progetti e convenzioni con industrie
Periodi di studio all'estero
Collaborazioni internazionali
Comitati scientifici di riviste internazionali
Congressi organiuati
Partecipazione a comitati scientifici di conferenze
Partecipazione a conferenze e workshops
Attivita di valutazione per riviste e conferenze
Brevetti, diritti e marchi
Corsi alla Scuola Superiore SantJAnna
Corsi d'insegnamento istituzionale:
Cicli di Seminari per allievi interni del Settore di Ingegneria:
Altre attivita didattiche
Seminari e cicli di lezioni:
Corsi presso la Facolta di lngegneria dell'universita d i Pisa
34
Corsi presso la Facolta di lnformatica dell'universita d i Pisa
35
Corsi presso altre UniversitA ed lstituzioni italiane
35
Seminari e didattica presso altre Universita italiane ed estere
35
Massimo Bergamasco
Curriculum dell'attivita scientifica e didattica
2
Tesi di Perfezionamento e Dottorato
Tesi di Laurea
Partecipazione a Commissioni di carattere didattico
ATTIVITA CON UNIONE EUROPEA
Partecipazione a Cornrnissioni
Valutatore nell'arnbito dei Programmi UE
ELENCO DELLE PUBBLlCAZlONl
Massimo Bergamasco
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3
Attivita scientifica
lntroduzione
Note introduttive
Dal Novembre 1998, Massimo Bergamasco e Professore Associato d i Meccanica
applicata alle macchine presso la Classe di Scienze Sperimentali della Scuola Superiore
Sant'Anna.
Dal Dicembre 1994 Massimo Bergamasco e coordinatore del Laboratorio PERCRO
(Perceptual Robotics) del Settore di lngegneria della Classe di Scienze Sperimentali della
Scuola Superiore Sant'Anna. II laboratorio PERCRO, che consta di circa 45 persone
comprendenti ricercatori, studenti di Dottorato e assegnisti di ricerca, e attivo nei campi di
ricerca della Robotica, Teleoperazione ed lnterazione con Ambienti Virtuali. I settori di
ricerca di interesse riguardano lo sviluppo di sistemi robotici per la manipolazione, I'analisi
cinematica di meccanismi per la progettazione di interfacce aptiche, I'analisi e
progettazione di simulatori inerziali per veicoli e lo sviluppo innovativo di sistemi
esoscheletrici per I'aumento delle capacita manipolative dell'operatore umano (bodyextenders).
Massimo Bergamasco e titolare del corso di Percezione Aptica presso la Scuola
Superiore Sant'Anna.
Nel decennio 1993 - 2003, Massirno Bergamasco e stato docente dei corsi di Meccanica
dei Robot presso la Facolta di lngegneria Meccanica della Universita di Pisa.
,
Dal 1995 e docente del corso di Ambienti Virtuali presso la Facolta di lnformatica
dell'universita di Pisa.
Dal 2001 e stato inoltre membro dello Steering Committee dell'lnteraction Design Institute
di Ivrea, fondato da Telecom ltalia e Olivetti, oggi parte del Progetto ltalia di Telecom
ltalia, con sede ad Ivrea, il quale gestisce il corso biennale del Master in Interaction
Design destinato a laureati in design, architettura, scienze della comunicazione,
informatica e psicologia, provenienti da tutti i paesi del mondo.
Massirno Bergamasco e inoltre docente del programma e membro del consiglio di
dottorato in Tecnologie e Management dei Beni Culturali presso I'IMT Alti Studi di
Lucca, membro del consiglio di dottorato in Morfologia e funzione normale e
patologica d i cellule e tessuti presso la Facolta di Medicina dell'universita di Pisa.
In parallelo ha sempre condotto attivita di ricerca, coordinando 13 progetti finanziati dalla
Unione Europea, e numerosi altri finanziati da istituzioni ministeriali, agenzie governative
di ricerca e da industrie.
Dal Gennaio 2004, Massimo Bergamasco e coordinatore della Network of Excellence
ENACTIVE nell'ambito delllObiettivo Strategic0 "Multi-modal Interfaces" del 6"
Programma Quadro della Unione Europea. Questa Network di Eccellenza di lstituti e
Centri di Ricerca internazionali studia e promuove lo sviluppo di interfacce uomomacchina di tip0 avanzato per la trasmissione di conoscenza enattiva con sistemi ed
ambienti digitali.
Massimo Bergamasco
Curriculum dell'attivita scientifica e didattica
Massimo Bergamasco svolge periodicamente attivita di consulente e revisore per gli
aspetti di ricerca scientifica presso la Unione Europea, ed e membro di diversi comitati
scientifici di riviste e di conferenze internazionali.
Nel Marzo 2005 Massimo Bergamasco e stato il General Chair ed organizzatore della
Conferenza lnternazionale WorldHaptics che, per la prima volta, ha riunito il Simposio
IEEE su "Haptics Interfaces and Teleoperator Systems" e la Conferenza "EuroHaptics".
Dal Novembre 1991 al Novembre 1998 Massimo Bergamasco e stato Ricercatore
Confermato presso la Classe di Scienze Sperimentali ed Applicate della Scuola
Superiore Sant'Anna.
Nel Dicembre 1987 e Gennaio 1988, Massimo Bergamasco ha partecipato al concorso
per Ricercatore Universitario, raggruppamento di Meccanica Applicata, disciplina
Biomeccanica, presso la Scuola Superiore Sant'Anna, risultandone vincitore. Nel
Novembre 1988, Massimo Bergamasco ha interrotto il Dottorato di Ricerca in Meccanica
Applicata per entrare in servizio come Ricercatore Universitario presso la Classe di
Scienze Sperimentali ed Applicate della Scuola di Studi Universitari e di Perfezionamento
Sant'Anna di Pisa. Sin dall'inizio della attivita come Ricercatore, Massimo Bergamasco ha
contribuito attivamente alla formazione del Laboratorio di Tecnologia e Sistemi per
Robotica Avanzata. ARTS Lab.
Dal Novembre 1986 al Novembre 1988, Massimo Bergamasco ha svolto attivita di ricerca
presso il Centro "E. Piaggion dell'universita di Pisa nell'ambito del Dottorato d i Ricerca
in Meccanica Applicata della Facolta di lngegneria delllUniversita di Bologna, avendo
come Tutore il Prof. Gabriele Vassura. II tema di ricerca del Dottorato, che ha richiesto
una intensa attivita sperimentale, riguardava lo " Studio di aftuatori non convenzionali a
metalli a memoria di forma per organi terminali robotic?'.
Nel Gennaio 1986 e fino al Novembre dello stesso anno, Massimo Bergamasco ha svolto
attivita di ricerca presso il Centro "E. Piaggion dell'universita di Pisa nell'ambito di una
borsa di studio sul tema "Analisi teorica e progeftazione di sensori taftili a geometria
spazio-variante ". Tale attivita gli ha consentito di approfondire gli aspetti di ricerca legati
al tema generale della manipolazione robotica, in particolare quelli relativi all'utilizzo di
informazioni provenienti da sensori tattili per il controllo dell'organo terminale robotico.
Massimo Bergamasco si e laureato in lngegneria Meccanica presso la Facolta di
lngegneria dell'universita di Pisa nel Dicembre 1985 discutendo la tesi dal titolo "Studio
teorico e sperimentale della disposizione degli elementi sensibili in un sensore taftile:
applicazione a1 caso di una piaftaforma statica per il riconoscimento di componenti
meccanici ". II lavoro di tesi, condotto presso il Centro "E. Piaggio" dell'universita di Pisa,
si inseriva nelle attivita riguardanti lo sviluppo di sensori tattili per robot svolte presso lo
stesso Centro ed ha approfondito I'analisi degli aspetti teorici relativi alla determinazione
della geometria ottimale degli elementi sensori in relazione al riconoscimento della
geometria delle aree di contatto tra sensore ed ambiente esterno.
Creazione del Laboratorio PERCRO
A partire dal 1991 I'attivita di ricerca di Massimo Bergamasco e stata in gran parte
finanziata dalla Commissione della Comunita Europea sulla base di finanziamenti relativi
a proposte di "ricerca di base" e "ricerca e sviluppo" presentate nell'ambito dei diversi
Programmi Comunitari sin dal Settembre 1989. 1 risultati ottenuti e la continuita
nell'assicurarsi i finanziamenti necessari per la realizzazione dei temi di ricerca di volta in
volta proposti, hanno consentito il rafforzamento della struttura del gruppo di lavoro, sia in
termini di personale per lo svolgimento della ricerca, sia in termini di materiali e di
attrezzature scientifiche. La conseguenza naturale di tale process0 ha portato alla
Massimo Bergamasco
Curriculum dell'attivita scientifica e didattica
5
istituzione e formalizzazione nel 1994 del nuovo laboratorio di ingegneria PERCRO della
Scuola Superiore Sant'Anna, operante negli ambiti di ricerca multidisciplinari della
teleoperazione, telepresenza ed interazione con Ambienti Virtuali sotto la responsabilita di
Massimo Bergamasco.
Attualmente il laboratorio di ricerca PERCRO e organizzato second0 le divisioni ed i
settori di ricerca riportati di seguito:
Settore
Gestione progetti
Attivita
Gestione amministrativa e finanziaria del laboratorio
e dei progetti di ricerca
Perceptual Devices
Analisi cinematica; Progettazione e verifica
strutturale di dispositivi robotici
Virtual Reality & Telerobotic Sviluppo di applicazioni di sistemi di ambienti
Systems
virtuali, metodi sistemi di controllo avanzato
Elettronica
Progettazione e realizzazione componenti elettronici
Advanced visualization systems
Sviluppo Hw e Sw per sistemi di visualizzazione di
Ambienti Virtuali, Sviluppo sistemi Hw e Sw per RA
lndustrial Design Division (IDD)
Progettazione e
controllo di
sistemi di
automazione/robotica industriale
Steel
lndustrial Automation Sviluppo sistemi di controllo per I'industria
dell'acciaio
Division (SIAD)
Nel corso degli ultimi anni, presso il Laboratorio PERCRO si sono evidenziati specifici
interessi di ricerca, in particolare nel campo della progettazione di componenti robotici e
nelle applicazioni in ambito medico, che hanno portato alla generazione di nuovi centri di
competenze autonomi. In particolare sono stati creati i seguenti centri di ricerca, afferenti
al Laboratorio PERCRO, e di cui Massimo Bergamasco risulta responsabile:
IDD - Industrial design division
La divisione di progettazione industriale (Idd), attiva dal 1998 in PERCRO e dal gennaio
2003 distaccata a Lucca, ha come mission quella di ampliare le potenzialita presenti in
PERCRO circa la collaborazione e consulenza alle imprese nei campi della progettazione
di macchine automatiche, attrezzature speciali e robots.
Le principali attivita riguardano:
a) RICERCA nel campo dell'industrial automation e robotizzazione dei processi
industriali nell'ottica del miglioramento dell'efficienza produttiva e dell'aumento
della sicurezza sui luoghi di lavoro;
b) DIDAlTICA E FORMAZIONE verso il personale tecnico ed i progettisti per
quanto attiene I'utilizzo di nuovi strumenti della progettazione (CAD 3D, FEM,
analisi dinamiche);
c) CONSULENZA SCIENTIFICO-TECNOLOGICA quale supporto durante le fasi di
progettazione su temi di meccanica classics, analisi FEM e virtual prototyping,
cinematica task-oriented.
CODE - Collaborative DEsign
La creazione del Centro CODE e awenuta nell'ambito di una convenzione di
cooperazione scientifica e tecnologica tra la Scuola Superiore Sant'Anna e la OtoMelara
S.p.a., La Spezia. Tale centro opera sulle seguenti aree tematiche:
a) robotica mobile
b) uso di materiali innnovativi
c) realta virtuale
d) interfacce uomo-macchina
Massimo Bergamasco
Curriculum dell'attivita scientifica e didattica
6
Centro di Ricerca NEWMED
Massimo Bergamasco, in collaborazione con il Dipartimento di Morfologia Umana e
Biologia Applicata, Facolta di Medicina dell'universita di Pisa, ha richiesto presso la
Scuola Superiore Sant'Anna la costituzione di un nuovo centro interdisciplinare di ricerca
sulle tecnologie di ambienti virtuali applicate ai settori della medicina e delle neuroscienze
denominato NEWMED "Virtual environments and telepresence for NEuroscience &
MEDicine", consolidando le conoscenze scientifiche pluriennali gia maturate presso il
laboratorio PERCRO della Scuola nell'utilizzo e nello sviluppo di Ambienti Virtuali, di
interfacce avanzate uomo-macchina e di sistemi per la telepresenza e la teleoperazione.
NEWMED si pone come un centro interdisciplinare all'interno della Classe di Scienze
Sperimentali, dove confluiranno competenze di diverse aree scientifiche, in particolare
dall'area di medicina, di ingegneria e di psicologia, in mod0 da facilitare lo scambio di idee
ed il lavoro congiunto di studiosi ed esperti su progetti comuni.
La missione scientifica del centro, basandosi sulla rete di collaborazioni preesistenti alla
sua costituzione, e quella di sviluppare ed applicare nei diversi domini nelle neuroscienze
e nella medicina, le conoscenze acquisite dal laboratorio PERCRO nel campo degli
ambienti virtuali, interfacce avanzate uomo-macchina e sistemi di teleoperazione, allo
scopo di formare personale altamente specializzato con competenze fortemente
interdisciplinari, creare nuove linee di ricerca interdisciplinari, generare nuove applicazioni
di tecnologie in ambito medico con ricadute nella pratica clinica e chirurgica, generare
nuove conoscenze nel campo delle scienze cognitive.
Ulteriori informazioni sul laboratorio PERCRO possono essere ricavate dal sito:
www.percro.org, oppure. nel CD-ROM allegato alla documentazione.
Temi di ricerca
L'attivita scientifica di Massimo Bergamasco ha riguardato sin dall'inizio temi di ricerca
nell'ambito della Robotica. L'interesse principale maturato nei primi anni di attivita e
risultato lo studio di problematiche relative alla manipolazione robotica: in questo campo
specific0 sono state maturate competenze nella progettazione di sensori tattili per endeffector robotici e nella analisi delle informazioni tattili per il controllo della manipolazione.
Successivamente I'interesse si e spostato verso la componente di attuazione degli organi
terminali robotici, in particolare mani a piir dita a piir gradi di liberta, indirizzando la ricerca
verso la progettazione e realizzazione di attuatori non convenzionali basati su metalli a
memoria di forma.
A partire dal 1989 I'attivita di ricerca nel campo della manipolazione robotica e stata
concentrata al settore della teleoperazione, telepresenza e, successivamente, alla
presenza virtuale. II tema della manipolazione di oggetti affrontato in condizioni di
telepresenza e presenza virtuale enfatizza il ruolo del sistema di interfaccia tra I'operatore
umano ed il sistema robotic0 in posizione remota. Nel corso degli ultimi anni, I'attivita di
ricerca di Massimo Bergamasco si e focalizzata soprattutto sugli aspetti di retroazione di
forza e tattile ed ha portato alla progettazione e realizzazione di sistemi di interfaccia
uomo-macchina avanzati capaci di integrare queste funzionalita. Tali sistemi vengono
denominati interfacce aptiche e trovano impiego per applicazioni di training in ambiente
virtuale o di realta aumentata. Lo studio di meccanismi per la retroazione di forza ha, a
sua volta, generato un notevole interesse verso il tema della retroazione inerziale in
ambito di sistemi di simulazione del comportamento di veicoli.
Massimo Bergamasco
Curriculum dell'attivita scientifica e didattica
L'attivita scientifica svolta da Massimo Bergamasco e descritta nel seguito considerando
gli specifici temi di ricerca.
lnterfacce Uomo-Macchina
lnterfacce Aptiche
In questa area di ricerca si e sempre pic concentrata negli ultimi anni I'attivita scientifica di
Massimo Bergamasco e del laboratorio di ricerca PERCRO. Seguendo una linea di
ricerca iniziata durante un period0 di studio presso il Jet Propulsion Laboratory ed il
California Institute of Technology di Pasadena, CA, USA, nel 1989, e stata indirizzata
I'analisi approfondita, sia in termini di hardware che di software, della componente di
interazione con ambienti 3D simulati al calcolatore (Ambienti Virtuali), con particolare
riferimento alle procedure di manipolazione ed esplorazione di oggetti svolte in un
Ambiente Virtuale.
L'aspetto di fondamentale interesse e lo sviluppo di sistemi avanzati di interfaccia che
consentano all'operatore umano di controllare I'operazione non solo in mod0 naturale in
termini di comando e movimenti (funzionalita di filtro efferente), ma che anche siano in
grado di ricreare le sensazioni sensoriali adeguate affinche egli si possa sentire come
fisicamente presente nell'am biente simulato (funzionalita di filtro afferente e condizione di
presenza virtuale).
I sistemi di interfaccia di questo tip0 sono denominati col termine "interfacce aptiche
(haptic interfaces)" perche consentono all'operatore di percepire le proprieta di oggetti
virtuali, quali rugosita, durezza, forma, ecc., sfruttando input sensoriali cinestetici, tattili e
di forza (generati artificialmente dalla interfaccia) allo stesso mod0 che durante operazioni
di percezione aptica, effettuate in ambiente reale.
L'attivita di ricerca di Massimo Bergamasco ha riguardato lo studio di entrambe le
funzionalita indicate ed ha portato alla progettazione e sviluppo di numerosi sistemi di
interfaccia aptiche. Lo sviluppo di tali sistemi ha richiesto in generale lo studio e
definizione delle funzionalita' richieste dall'utente (operatore umano) per il compito di
manipolazione richiesto, la progettazione del sistema nelle diverse componenti
(meccanica, elettronica, controllo, software) e la lor0 realizzazione, I'integrazione delle
componenti, con la successiva validazione sperimentale.
Massimo Bergamasco, oltre a coordinare le diverse fasi della ricerca, ha seguito in
dettaglio gli aspetti legati alla cinematica, analisi del workspace, dinarnica e progettazione
meccanica dei meccanismi identificati.
Sistemi per la retroazione di fona sullJoperatore
II problema della retroazione di forza e presente nel campo di ricerca della teleoperazione
sin dai primi sviluppi di telemanipolatori per applicazioni in centrali nucleari.
L'attivita di ricerca di Massimo Bergamasco in questo ambito ha considerato dapprima gli
aspetti teorici del problema, andando ad esaminare la relazione tra la cinematica del
meccanismo robotic0 utilizzato e I'insieme di forze che possono essere replicate
sull'operatore. In particolare, sono stati analizzati sia meccanismi "esternl' al corpo
dell'operatore, sia meccanismi che replicano fedelmente la cinematica dell'arto
dell'operatore al quale sono connessi.
La tipologia di sistemi di interfaccia aptica di tip0 "esterno" comprende meccanismi a piu
gradi di liberta prevalentemente a cinematica parallela. Nel corso di questi ultimi anni il
laboratorio PERCRO ha condotto studi approfonditi per I'analisi cinematica, la
progettazione meccanica ed il controllo di tali sistemi.
I sistemi di interfaccia aptica di tip0 esterno, denominati anche come sistemi aptici di tip0
desktop, possono presentare differenti soluzioni cinematiche per il meccanismo parallelo
Massimo Bergamasco
Curriculum dell'attivita scientifica e didattica
che li rappresenta. In particolare sono stati progettati numerosi sistemi di interfaccia
aptica, ad 1, 2 o 3 componenti di forza, a 3 componenti di momento e a 6 componenti di
forza generaliuata con 1 o 2 punti di contatto. Tutti i sistemi presentano sistemi di
trasmissione del mot0 basati su cavi in tensione, attuati da servomotori in C.C. posizionati
in corrispondenza della base del meccanismo.
I sistemi progettati presso il laboratorio PERCRO sono stati richiesti da alcuni laboratori
esteri per I'esecuzione di procedure di riabilitazione dell'arto superiore e della mano per
operazioni di scrittura. Molti dei sistemi sviluppati sono stati oggetti di brevetti
internazionali depositati dalla Scuola Superiore Sant'Anna di cui Massimo Bergamasco
risulta coinventore.
Alcuni sistemi aptici desktop sono stati impiegati per la realiuazione di comandi primari di
veicoli con sistemi di trasmissione drive-by-wire. In questo campo il laboratorio PERCRO
ha sviluppato sistemi di interfaccia aptica per la simulazione della qualita percepita di
comandi quali sterzo, pedali e leva del cambio nell'ambito di una estesa collaborazione
con il Centro Ricerche Fiat.
Nei sistemi di interfaccia aptica che seguono fedelmente la cinematica del corpo umano,
denominati sistemi esoscheletrici proprio perche awolgono I'arto e ne seguono
fedelmente i movimenti, la replica di forze awiene in corrispondenza dei punti di aggancio
con I'arto umano. Si tratta di sistemi elettromeccanici, quindi molto simili come elementi
costitutivi a manipolatori robotici, dotati di sensori di posizione e coppia ed anche
motoriuati in corrispondenza di ogni articolazione. Nel caso I'esoscheletro sia relativo
all'arto superiore, I'operatore, indossandolo, pub effettuare in mod0 naturale i consueti
movimenti di manipolazione e, nello stesso tempo, percepire delle forze di contatto con gli
oggetti virtuali con i quali entra in collisione durante I'operazione di manipolazione in
Am biente Virtuale.
Nel corso degli ultimi due anni presso il laboratorio PERCRO sono stati progettate tre
versioni successive di sistemi esoscheletrici, caratterinate ciascuna da ulteriori
miglioramenti sia in termini di fedelta della forza replicata ed impedenza meccanica
percepita a livello della mano, sia in termini di peso ed ingombri a livello del braccio:
- Esoscheletro Glad-In-Art (1994): esoscheletro per braccio a 7 gradi di liberta
attuati, con trasmissione a cavo ed attuazione elettrica. II sistema 6 stato
realiuato ed utiliuato per applicazioni di riabilitazione dell'arto superiore e
simulazione in ambienti virtuali.
- Esoscheletro VETlR (1998): La innovazione principale dell'esoscheletro VETlR
rispetto at precedente Glad-In-Art 6 I'adozione di un sistema di trasmissione a
cavi che ha permesso di localinare i primi 5 motori sulla struttura di base,
diminuendo notevolmente I'inerzia delle masse mobili.
- Esoscheletro L-EXOS (2003-2004): L-EXOS e un sistema esoscheletrico a 5
gradi di liberta, di cui 4 attuati. Le parti strutturali sono costruite in fibra di
carbonio, ed il sistema 6 equipaggiato con componenti speciali, quali riduttori
epicicloidali integrati al giunto ed una guida circolare aperta a ricircolo di sfere per
il grado di adduzione-abduzione del braccio. II sistema 6 stato realiuato in due
prototipi ed utiliuato in diverse applicazioni. In una sua seconda configurazione
un esoscheletro per mano in grado di esercitare forze arbitrarie su due dita della
mano pub essere montato sulla sua estremita finale.
I sistemi esoscheletrici per il braccio sviluppati sono stato utiliuati per I'esecuzione di
tests sperimentali in laboratorio, e per dimostrarne I'applicazione in diversi ambiti di
ricerca, quali la Riabilitazione, I'ergonomia, I'arte ed i Beni Culturali. I sistemi sono stati
anche fondamentali per I'esecuzione di alcuni esperimenti di teleoperazione robotica con
altri laboratori stranieri.
Lo stesso concetto di sistema esocheletrico e stato utiliuato per progettare e realiuare
sistemi di retroazione di forza per le dita della mano. Per la realiuazione dei sistemi sono
Massimo Bergamasco
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stati appositamente sviluppati sia sensori di rotazione sui giunti, che sensori di forza per
ogni falange.
Sistemi di retroazione tattile
Lo studio di sistemi per la retroazione tattile ha riguardato lo sviluppo di effettori tattili in
grado di generare sulla pelle dell'operatore stimoli adeguati relativi alle condizioni locali di
contatto tra mano ed oggetto virtuale. E questo un problema complementare con la
progettazione e sviluppo di sensori tattili per robot; I'esperienza maturata da Massimo
Bergamasco in quest'ultimo campo ha consentito di articolare la ricerca per i sistemi di
retroazione in due aree fondamentali: a) retroazione tattile geometrica, e b) retroazione
termica.
La ricerca condotta in PERCRO da Massimo Bergamasco sul tema della retroazione
tattile ha affrontato in mod0 particolareggiato gli aspetti legati alla retroazione termica:
sono stati messi a punto alcuni effettori termici, basati su celle di Peltier, integrati
direttamente sul sistema di interfaccia guanto sensorizzato, con i quali I'operatore umano
e in grado di percepire la differente condizione termica dell'oggetto virtuale con il quale
entra in contatto.
L'analisi degli aspetti legati al problema della indentazione della pelle in corrispondenza
della area di contatto (retroazione geometrica) ha portato alla creazione di un prototipo di
effettore tattile costitutito da un array di microsolenoidi capaci di esercitare pressioni locali,
second0 diverse frequenze ed ampiene. Attualmente, sono alto studio sistemi di array
che presentano capacita di indentazione tangenziale a livello locale sulla pelle
dell'operatore.
Sistemi per la registrazione dei movimenti dell'operatore umano
Nel corso di alcuni progetti con I'Unione Europea sono stati sviluppati 4 prototipi di sistemi
di interfaccia innovativi del tipo guanto sensorizzato, in grado capace di registrare i
movimenti di tutte le articolazioni della mano dell'operatore, che utilinano diverse
tecnologie di sensori cinestetici, quali strain gauges, sensori ad effetto di Hall, plastiche
conduttive.
Sono stati depositati brevetti internazionale relativi ad alcuni dei prototipi sviluppati di cui
la Scuola Superiore Sant'Anna risulta titolare e Massimo Bergamasco inventore. In
particolare i pic recenti sviluppi della ricerca hanno condotto alla messa a punto di un
sistema goniometrico innovativo di dimensioni ridotte, attualmente oggetto di un brevetto
internazionale e di un guanto sensorizzato a basso costo in fase di commercializzazione.
In questo ambito, sono state attivate numerose collaborazioni con istituzioni di ricerca ed
universita italiane e straniere; in particolare, nell'ambito di una collaborazione (progetto
EU VIRTUAL) con il Centro Ricerche Fiat, Torino, e stata progettata una tuta sensorizzata
per il rilevamento dei movimenti degli arti superiori di un pilota impegnato nella guida di un
veicolo.
Metodi di analisi e sintesi di meccanismi a cinematica parallela
Massimo Bergamasco ha portato avanti lo studio di meccanismi innovativi a cinematica
parallela con caratteristiche di isotropia cinematica ed elevate performance statiche e
dinamiche.
Durante I'attivita di ricerca sono stati messi a punto strumenti di analisi basati sulla teoria
degli screws, che hanno permesso di valutare in maniera diretta le prestazioni cinetostatiche e dinamiche di diversi meccanismi e generare le condizioni analitiche per la
sintesi di manipolatori paralleli con mot0 puramente traslazionale o rotazionale, o con
ridotti gradi di liberta.
Massimo Bergamasco
Curriculum dell'attivita scientifica e didattica
Tali attivita hanno portato nel 2000 alla pubblicazione di uno dei primi studi sull'argomento
dove veniva presentata una metodologia generale di sintesi per meccanismi paralleli
traslazionali mediante teoria degli screws.
I metodi sviluppati hanno condotto alla messa a punto di due interfacce aptiche con
cinematica parallela e mot0 puramente traslazionale, basate su un'architettura a
cinematica parallela selezionata sulla base delle elevate caratteristiche di rigideua e
performance dinamica.
lnoltre e stata messa a punto una cinematica innovativa per la realizzazione di un polso
sferico a 3 gradi di liberta con cinematica parallela e grande workspace angolare di
orientazione. La cinematica, oggetto di un brevetto, e stata utilizzata per la progettazione
della testa di un endoscopio per applicazioni di chirurgia miniinvasiva.
I metodi sviluppati sono stati applicati anche all'analisi di movimento di manipolatori
paralleli, quali piattaforme di tip0 Gough-Stewart, utilizzate nei simulatori di movimento
inerziali MORE e INDICA sviluppati presso il laboratorio PERCRO nell'ambito dei
rispettivi omonimi progetti di ricerca.
La metodologia di analisi basata sulla teoria degli screws e inoltre stata estesa alla
formulazione hamiltoniana della dinamica di sistemi robotici, la quale pub essere
direttamente utilizzata anche per la sintesi di sistemi di controllo, robusti per ritardi di
trasmissione o di computazione eventualmente presenti nel sistema.
Sistemi esoscheletrici per il potenziamento umano
Sistemi esoscheletrici per il potenziamento umano
Nell'ambito dell Piano Nazionale della Ricerca Militare Italiana, Massimo Bergamasco e
coordinatore di un progetto per la realinazione di un sistema esoscheletrico per il
potenziamento di forza dell'operatore umano. II sistema e costituito da una struttura
esoscheletrica di potenza per tutto il corpo, costituito da due esoscheletri per le braccia e
da due esoscheletri per le gambe.
I due esoscheletri per le braccia sono in grado di potenziare le capacita di sollevamento e
di manipolazione di oggetti da parte dell'operatore, grazie all'assistenza fornita da attuatori
opportunamente controllati per erogare potenza in accord0 con le intenzioni
dell'operatore. I due esoscheletri per le gambe sono invece in grado di consentire
all'operatore la deambulazione con minimo sforzo, anche durante il sollevamento di
carichi fino a 100 Kg. Sono state sviluppate nel corso del progetto anche sistemi di
controllo innovativi di tip0 LQG per il controllo di sistemi di potenziamento robotici e
tecniche innovative per il controllo della stabilita durante la locomozione bipede assistita
da robots.
Robot Reattivi
I Robot Reattivi (Reactive Robots) sono sistemi robotici sempre in contatto con una parte
del corpo dell'operatore (ad esempio la mano) integrati con un sistema di controllo di alto
livello. II sistema di controllo di questa particolare interfaccia aptica ha la funzionalita di
interpretare, sulla base di informazioni provenienti dai sensori posizionati nel punto di
contatto, I'atto di mot0 volontario eseguito dall'operatore e di apportarne eventuali
correzioni qualora questo non venisse eseguito second0 i criteri stabiliti. La particolarita di
un sistema di reactive robot risiede quindi nella capacita intrinseca di determinare
I'intenzione di movimento dell'operatore e di correggerne I'esecuzione. Gli sviluppi di
questo concetto possono assumere valenze motto interessanti nel campo della
riabilitazione dell'arto superiore e/o del training di operazioni manuali che richiedono
particolare destrezza.
In particolare e stato sviluppato un prototipo di scrivania, denominato Haptic Desktop, con
monitor LCD ed interfaccia aptica integrati, la quale consente di applicare delle azioni
attive di guida assistita dal calcolatore durante I'esecuzione di operazioni di disegno o di
Massimo Bergamasco
Curriculum dell'attivita scientifica e didattica
scrittura. II sisterna presenta notevoli potenzialita commerciali sia per I'insegnamento sia
per la riabilitazione motoria dell'arto superiore, ed e stato oggetto di un brevetto italiano.
Sistemi per la retroazione inerziale
Sulla base della esperienza acquisita nello sviluppo di sistemi per la retroazione di forza,
Massimo Bergarnasco ha esteso le attivita di ricerca del laboratorio PERCRO al tema
della retroazione inerziale.
Infatti, nell'ambito di alcuni progetti finanziati dalla Unione Europea e dalla Regione
Toscana, sono state progettate, realivate e validate sperimentalmente alcune
piattaforme inerziali basate su cinematica parallela di tip0 Gough-Stewart.
In particolare, in collaborazione con la ditta Piaggio Spa, e stato sviluppato un intero
sistema di simulatore per veicoli a 2 o 3 ruote comprendente un sistema di feedback
inerziale costituito da una piattaforma di Stewart a 6 gradi di liberta, un sistema di
retroproiezione su grande schermo ed un sistema di feedback audio binaurale. II sistema
e attualmente installato presso il Museo Piaggio di Pontedera.
Una seconda installazione di un sistema inerziale per la simulazione di movimento di un
carrello elevatore e stato sviluppato per I'Associazione lndustriale della Provincia di
Lucca, con lo scopo di validare le problematiche di sicureua all'interno delle operazioni di
movimentazione merci condotte nelle cartiere. II sistema e costituito da una piattaforma di
Stewart, sulla quale sono integrati il mock-up fisico di un carrello elevatore, due schermi
anteriore e posteriore retroproiettati, e da un sistema di controllo e visualinazione per la
simulazione dello scenario operativo. II sistema e attualmente in uso per lo svdgimento di
corsi di sicurezza rivolto agli operatori dell'industria cartaria.
Robotica
Robotica medica
Presso il laboratorio PERCRO, Massimo Bergamasco ha curato lo sviluppo diversi
prototipi di sistemi robotici per applicazioni in campo medico.
In particolare e stato sviluppato un simulatore robotic0 per la simulazione di operazioni di
inserzione di catetere, finalizzato all'addestramento di personale medico.
E stata sviluppato un prototipo di una testa di un endoscopio per chirurgia mininvasiva,
con caratteristiche innovative e grande workspace di orientazione. E in corso di
progettazione un sistema portabile "Hands-On" basato su una cinematica innovativa per il
supporto alle operazioni di laparoscopia.
E inoltre in corso di realizzazione un robot a 5 gradi di liberta per il posizionamento
automatic0 di una sonda ecografica durante I'esecuzione del monitoraggio dell'arteria
brachiale medinate ultrasonografia. La costruzione di tale prototipo e stata finanziata
nell'ambito di una collaborazione con la Bracco Imaging spa, leader mondiale nella
costruzione di ecografi, e il centro di Computer Vision del CNR, area di Pisa.
Sensori tattili antropomorfi
L'attivita di ricerca sul tema dei sensori tattili per organi terminali robotici condotta da
Massimo Bergamasco e stata indirizzata verso gli aspetti teorici riguardanti I'analisi della
disposizione degli elemenfi sensibili del sensore. Tale disposizione risulta un determinante
fondamentale per il riconoscimento della geometria della area di contatto identificata dal
sensore durante un ciclo di controllo dell'operazione di manipolazione o presa di oggetti.
Partendo dalla caratterizzazione geometrica di disposizioni omogenee della superficie del
sensore (disposizioni ortogonale ed esagonale dei siti sensibili), e considerando
geometrie di contatto standardizzate, sono stati sviluppati metodi di riconoscimenfo della
area di contatto acquisita dal sensore. I metodi di riconoscimento sviluppati sono basati
su algoritmi di tip0 generale e locale. E stata sviluppata una intensa campagna di
sperimentazione sia in condizioni simulate che in condizioni reali di acquisizione. I risultati
Massimo Bergamasco
Curriculum dell'attivita scientifica e didattica
sono stati analiuati mediante rnetodi statistici ed organiuati second0 matrici di
confusione.
Lo sviluppo ulteriore dell'analisi precedente ha considerato disposizioni di elementi
sensibili di tipo spazio-variante, quindi simili alla disposizione dei campi recettori all'interno
della pelle umana. Oltre alla definizione originale di questa nuova disposizione, I'attivitadi
ricerca ha portato allo sviluppo di nuovi algoritrni di riconoscirnento locali.
I risultati della ricerca sono stati utilizzati in diversi ambiti applicativi, ma specialmente in
ambito di sviluppo di protesi innovative e di robotica riabilitativa. In questo ultimo contest0
I'utilizzazione delle informazioni tattili ha rivestito un ruolo fondamentale sia per scopi
diagnostici che per il controllo delle varie operazioni del robot di servizio nei riguardi del
paziente.
Attuatori a metalli a memoria di forma
Nell'ambito della progettazione e realizzazione di organi di presa robotici, Massirno
Bergarnasco si e occupato di sistemi di attuazione innovativi appositamente concepiti per
I'irnpiego in robotica, ed in particolare basati su metalli a memoria di forma (Shape
Memory Alloys, SMA). Sia nel period0 del Dottorato di Ricerca in Meccanica Applicata
presso I'Universita di Bologna che negli anni successivi, Massimo Bergamasco ha portato
a terrnine lo sviluppo di prototipi di attuatori ad SMA, verificandone il comportamento con
una intensa serie di test sperimentali.
La ricerca per lo sviluppo di attuatori ad SMA ha analizzato le diversi componenti di un
sisterna cornpleto di attuazione, in particolare elementi attivi ad SMA, sistema di
rnontaggio degli elementi attivi, sistema di controllo e sistema di raffredamento.
La costruzione di diversi prototipi di sistema cornpleti di attuazione ad SMA per prove
sperirnentali e di un prototipo di attuatore cornpatto hanno comunque dirnostrato la
validita di questa tecnologia per lo sviluppo di motori non convenzionali per uso robotico.
In particolare e stato realiuato un prototipo miniaturinato modulare di attuatore SMA
comprendente elementi attivi in SMA in configurazione agonista-antagonista, con
puleggia, sensore di coppia e di posizione direttamente integrati sull'asse di uscita: tale
modulo consente di assemblare ed attuare direttamente strutture cinematiche a catena
aperta aventi dimensioni ridotte e con numero di gradi di liberta variabile (da classi di
meccanismi a 2-3 gradi di liberta fino a strutture iper-ridondanti).
'
Configurazioni antropomorfe per sistemi di attuazione. Reti di tendini e di attuatori.
Lo studio effettuato sui sistemi di attuazione per organi effettori robotici ha coinvolto anche
problemi relativi alia disposizione ed alloggiamento ottimale sulla struttura dell'organo
robotico dei singoli attuatori e dei corrispondenti sistemi di trasmissione del moto.
Massimo Bergamasco ha estensivamente analinato il problema della trasmissione del
moto, mediante cavi, dall'attuatore alle varie falangi dell'organo terminale, analiuando
mediante studi teorici e realiuazione di prototipi robotici le diverse soluzioni
implementative per sistemi di trasrnissione a cavi, mediante guaina metallica coassiale,
rnediante guida su pulegge folli, oppure una combinazione delle soluzioni precedenti.
La generaliuazione dei sistemi di trasmissione a cavo ha portato alla formulazione del
concetto di Rete di Tendini e di Attuatori. Tale concetto riguarda una disposizione,
innovativa in ambito robotico, degli attuatori (intrinseci ed estrinseci) e del sistema di
trasmissione di tendini da utilizzare per il controllo dei movimenti di una mano robotica ad
elevate caratteristiche antropomorfe.
Sono stati mstruiti numerosi prototipi di sistemi robotici e dimostratori con cinematica
seriale, parallels o ibrida, basati su sisterni di trasmissione a cavo. In particolare vanno
annoverati per le loro caratteristiche innovative, i seguenti prototipi di sistemi robotici
sviluppati che utiliuano in modo originale sistemi di trasmissione a cavo:
Massimo Bergamasco
Curriculum dell'attivita scientifica e didattica
13
-
-
esoscheletro per mano Glad-In-Art, basato su un sistema di trasmissione
unilaterale con molle e cavi in tensione;
sistema di interfaccia aptica GRAB, basato su un sistema differenziale a cavi a
due gradi di liberta;
esoscheletro per braccio L-Exos: la trasmissione innovativa bilaterale a cavi in
tensione integra al suo interno riduttori epicicloidali integrati al giunto ed una guida
circolare aperta a ricircolo di sfere sviluppata in collaborazione con Umbra
Cuscinetti srl. I motori posizionati sulla base raggiungono tutti i 4 gradi di liberta
attraversando i giunti mediante un sistema di puleggie folli;
sistema di interfaccia aptic Isotropic Force Display: utilizza un sistema di
attuazione a cavi innovativo su una cinematica parallela di tipo Bbar, per
raggiungere elevate prestazioni di isotropia cinematica.
Organo terminale robotico a media complessita per applicazioni in ambito
spaziale
Nell'ambito del progetto di ricerca "Studio di Procedure per la Costruzione di Base di Dati
sulllAmbiente Remoto per Sistemi di Teleoperazione Avanzata" con I'Agenzia Spaziale
Italians, di cui Massimo Bergamasco e stato responsabile, 6 stato progettato e realiuato
un organo terminale robotico, a media complessita cinematica, avente la funzione di
alloggiare sensori tattili e propriocettivi utilizzati per I'implementazione di procedure di
riconoscimento - mediante percezione aptica - degli oggetti afferrati.
Lo studio e stato affrontato andando ad identificare una serie di operazioni manipolative
(eseguite mediante prese di precisione e di forza) eseguibili da robot nello spazio sia per
attivita extraveicolari (sono stati presi come riferimento i dati relativi al programma Flight
Telerobotic S e ~ i c edella
r
NASA) che per attiviti di Telescienza (esperimenti di laboratorio
specificati dal18AgenziaSpaziale Europea nell'ambito del progetto Columbus).
L'organo terminale sviluppato consiste di tre dita disposte in configurazione antropomorfa
(il pollice e stato progettato in mod0 da permettere un movimento di opposizione rispetto
all'indice del tutto simile a quello eseguito dall'operatore umano). Sono stati progettati e
realizzati sensori di rotazione per tutti i giunti attuati ed anche sensori tattili per ogni
superficie palmare delle falangi: entrambe le tipologie di sensori sono basate sulla
tecnologia dei sensori ad effetto di Hall.
Sistema di movimentazione per sensori di visione CCD spazio-varianti
Nell'ambito di un progetto di ricerca per la realizzazione di un sensore di visione a CCD
con struttura spazio-variante (progetto a cui hanno partecipato I'Universita di Genova,
DIST; Scuola Superiore S.Anna; University of Pennsylvania, USA; IRST, Trento; IMEC,
Lovanio, Belgio) la Scuola Superiore S.Anna e stata responsabile della progettazione e
realizzazione del sistema di movimentazione del sensore stesso.
Massimo Bergamasco ha partecipato alla progettazione del sistema di movimentazione
per due sensori CCD montati second0 dimensioni antropometriche; per ciascun sensore,
il sistema consiste di una struttura che consente il mot0 di rotazione attorno a due assi tra
loro ortogonali; i movimenti di rotazione sono ottenuti da due motori elettrici a corrente
continua connessi a pulegge solidali alla struttura mediante un sistema di trasmissione
misto a cavi in kevlar e cinghie elastiche.
Sono state messe a punto le procedure di controllo del movimento sulla base di
informazioni visive: I'obiettivo della ricerca e infatti quello di consentire I'inseguimento
visivo di oggetti mobili nello spazio, per cui la parte di movimentazione dei sensori di
visione e del relativo controllo risulta fondamentale.
Massimo Bergamasco
Curriculum dell'attivita scientifica e didattica
Componente di Modellazione del Comportamento delle Entita Virtuali
Oltre alla progettazione e realizzazione dei sistemi di interfaccia, I'attivitii di ricerca
condotta da Massimo Bergamasco ha riguardato anche aspetti di modellazione del
com portamento delle entita appartenenti all'Ambiente Virtuale.
L'attivita di ricerca nel campo della modellazione del comportamento condotta da
Massimo Bergamasco e stata suddivisa second0 alcune linee di ricerca complementari:
modellazione della interazione tra oggetti virtuali e mano virtuale, comprendente
la definizione di algoritmi innovativi per la determinazione della collisione in
tempo reale;
modellazione e generazione delle forze di contatto tra oggetti virtuali e mano
virtuale;
modellazione del corn portamento dinamico degli oggetti;
modellazione delle funzioni relative alla generazione degli stimoli tattili e di forza
a seconda delle diverse condizioni di contatto e materiale;
sviluppo del software per il controllo della applicazione globale.
Visualizzazione di Ambienti Virtuali complessi
II grado di presenza virtuale di un operatore umano posto all'interno di un Ambiente
Virtuale, viene solitamente apprezzato considerando, tra gli altri fattori, anche il livello di
rendering della rappresentazione grafica. Quando la complessita dello scenario virtuale
da rappresentare e elevata, e quindi ci sono molti oggetti e ciascuno di essi 6
intrinsecamente complesso (costituito da numerosi poligoni) I'ottenimento di un elevato
rendering in tempo reale richiede I'utilizzo di acceleratori grafici estremamente potenti e
costosi. Massimo Bergamasco ha analizzato il problema indicato per la rappresentazione
delle parti del corpo umano, quali braccia o mano, che vengono controllati dai sistemi di
interfaccia aptiche durante le procedure di manipolazione in Ambiente Virtuale.
Presso il laboratorio PERCRO sono state sviluppate librerie grafiche per la visualizzazione
di ambienti virtuali complessi su piattaforme di basso costo quali gli attuali PC, in
particolare per la visualizzazione di edifici e complessi architettonici di interesse storicoculturale. Tale attivita di ricerca ha consentito lo sviluppo di interessanti collaborazioni nel
campo dei Beni Culturali.
La realizzazione delle librerie grafiche sopra indicate ha portato di recente al successivo
sviluppo di applicazioni nell'ambito innovativo della modellazione del comportamento e
visualizzazione di "folle virtuali" per grandi complessi architettonici e citta virtuali. lnoltre e
stato messo a punto un plug-in per la visualizzazione tridimensionale di oggetti 3D su web
che possiede prestazioni comparabili con i migliori prodotti commerciali allo stato dell'arte.
Per quanto riguarda lo sviluppo di sistemi hardware per la visualizzazione di Ambienti
Virtuali, presso il laboratorio PERCRO e stato messo a punto un sistema di
visualizzazione stereo basato su tecnologia di retroproiezione stereo con polarizzazione
passiva.
Realta Aumentata
I recenti sviluppi nel campo dei sistemi hardware per la visualizzazione in tempo reale di
Ambienti Virtuali hanno portato alla introduzione presso il laboratorio PERCRO di una
nuova linea di ricerca riguardante lo sviluppo di sistemi di Realta Aumentata. Tali sistemi,
costituiti da visori trasparenti indossati sugli occhi dall'operatore, consentono la
contemporanea visualizzazione dell'ambiente reale e di oggetti virtuali opportunamente
modellati e rappresentati in tempo reale sul piano grafico dei visori.
Presso il laboratorio sono stati messi a punto algoritmi per la calibrazione e
rappresentazione coerente in tempo reale dei due spazi tridimensionali (quell0 reale e
Massimo Bergamasco
Curriculum dell'attivita scientifica e didattica
quello virtuale), sfruttando informazioni di posizione ed orientazione della testa
dell'operatore provenienti da sensori di inseguimento magnetici.
In questo ambito sono stati acquisiti finanziamenti per applicazioni in riabilitazione dell'arto
superiore: la possibilita per un paziente di poter vedere rappresentata in tempo reale nello
spazio di lavoro la traiettoria da seguire con la mano risulta estremamente efficace nel
process0 riabilitativo.
Paesaggi di lnforrnazione
I paesaggi di informazione (Information Landscapes) sono delle tecniche innovative di
Ambienti Virtuali per la visualizzazione interattiva di grandi moli di testo in ambienti grafici
tridimensionali. Tali sistemi legano la loro efficacia alle possibilita di navigazione da parte
dell'utente nello spazio 3D ed anche alla capacita di garantire la permanenza dell'utente
nel contest0 scelto. Presso il laboratorio PERCRO sono state messe a punto delle librerie
grafiche per la creazione di tali paesaggi. I risultati ottenuti sembrano incoraggianti per un
ulteriore sviluppo di moduli software allo scopo di realiuare sistemi di consultazione e
archivi 3D in Am biente Virtuale.
Rendering aptico
Presso il laboratorio PERCRO, Massimo Bergamasco ha promosso lo sviluppo di una
libreria software completa per il rendering haptic, denominata H-Lib, in grado di calcolare
in tempo reale I'entita delle forze di interazione e di contatto tra un operatore connesso
mediante un'interfaccia aptica e oggetti presenti in un ambiente virtuale. La libreria
implementa modelli di simulazione fisica, quali deformazione di corpi elastici, modelli di
attrito lineare e rotazione per 1 o 2 punti di contatto, dinamica multibody, nonche algoritmi
.analitici in grado di calcolare il valore delle forze di interazione sulla base delle condizioni
geometriche del contatto.
Attivita di ricerca
Reti di Eccellenza
Enactive
Enactive Interfaces
Gennaio 2004 - Dicembre 2007
La Network of Excellence ENACTIVE, di cui Massimo Bergamasco e Coordinatore, si
propone di dar vita ad una forte integrazione tra istituzioni internazionali di ricerca
provenienti da campi differenti, quali Ambienti Virtuali, Robotica, Neuroscienze, Filosofia,
Psicologia e Computer Science.
L'obiettivo generale della Rete di Eccellenza Enactive e la creazione di una comunita
multidisciplinare con lo scopo di strutturare la ricerca sulla conoscenza enattiva per la
generazione di nuove interfacce uomo macchina, definite lnterfacce Enattive .
La Network of Excellence ENACTIVE e costituita da 25 Universita e lstituzioni di ricerca
europei ed internazionali. Ulteriori informazioni possono trovarsi sul sito web:
www.enactivenetwork.org.
Intuition
Virtual Reality and Virtual Environments Applications for Future Workspaces
Settembre 2004 - Agosto 2008
Massimo Bergamasco
Curriculum dell'attivita scientifica e didattica
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La Network of Excellence INTUITION si pone I'obiettivo di raggruppare i maggiori esperti
ed i principali attori che operano nel campo degli Ambienti Virtuali; e nello specifico di tutte
quelle aree di studio, sviluppo, controllo ed applicazione di Ambienti Virtuali in Europa
includendo i rappresentanti del mondo industriale, delle piccole e medie imprese,dei
maggiori centri di ricerca, delle universita edi importanti organizzazioni internazionali al
fine di superarne la frammentazione e promuovere I'istituzione di Ambienti Virtuali
nell'ambito della definizione dei prodotti e dei processi. (www.intuition-eunetwork.net).
Massimo Bergamasco e responsabile scientifico per la Scuola Superiore Sant'Anna
Progetti di ricerca nazionali
Massimo Bergamasco ha awiato attivita di ricerca, a carattere specifico ed anche
multidisciplinare nell'ambito dei seguenti progetti di ricerca
Cofinanziamento MlUR
-
Progetto "Metodologie informatiche per la robotica avanzatan(ex 40%)
1993
Progetto "Sistemi distribuiti per il controllo sensomotorio in tempo reale" (ex
40%)
1996-1998
Progetto: "Sistemi lnnovativi di manipolazionen,Sottoprogetto:"Studio di un
sistema di attuazione per manipolatori robotici a piu' gradidi liberta con
attuatori idraulici, sensori di rotazione e coppia sui giunti e relativo sistema
di trasmissione a cavi in tensione" (ex 40%)
1999-2001,
Progetto Metafore "Methods and tools applied to a family of robots for
medical environmentn
Unita Operativa SSSA - responsabile scientifico Massimo Bergamasco
"Interazione robot-chirurgo per la pianificazione di interventi di chirurgia
implantologica e neurologica: sviluppo del progetto ottimo di una interfaccia
aptica parallela e dei relativi algoritmi di controllo"
2001-2003
Progetto " Realizzazione e validazione sperimentale di un sistema master
per teleoperazione in campo chirurgicon
Unita Operativa SSSA - responsabile scientifico Massimo Bergamasco
"RIME: Rehabilitation in Medical Environmentn.
Progetto "Sistema aptico flessibile per rieducazione motorian
Progetto "VICOM - Virtual lmmersive Communication"
Progetto "Tecnologie integrate di Robotica ed Ambienti Virtuali in
Archeologia"
Ricerche di Rilevante lnteresse della Scuola Superiore Sant'Anna
1999
Utilizzo di tecnologie di ambienti virtuali per una fruizione innovativa di dati
testuali di grandi dimensioni per applicazioni ai Settori di Giurisprudenza ed
Economia
2000
Studio e Progettazione di un Sistema di Realta Aumentata basato su
Clinostato Tridimensionale per il Monitoraggio Visivo di colture in vitro di
specie vegetali di interesse agrario sottoposte a simulazione di
Massimo Bergamasco
Curriculum dell'attivita scientifica e didattica
17
microgravita
Ricerche di ATENEO
Stazione robotica per assistenza ai disabili
Robot Mobile di Servizio
Studio teorico e sperimentale di reti di tendini per mani robotiche
Analisi dei movimenti umani per la riproduzione in Ambienti Virtuali
Studio di sistemi di rappesentazione ibrida video-sintetica per applicazioni di
Am bienti Virtuali
Applicazioni innovative di interfacce aptiche in ambito robotico, medico,
della riabilitazione e della progettazione mediante ausilio di calcolatore
lmplementazione del museo delle Pure Forme attraverso nuovi sistemi di
interfaccia aptica con I'arte
Validazione di un sistema a ritorno di forza (SEAR) per il recupero
funzionale della scrittura
lntegrazione aptica-visiva per applicazioni di Beni Culturali
Conoscenza enattiva per sistemi HCI
Contextual technologies in interaction design
CNR
1988-90
Progetto Finalizzato MADESS
1988-90
Progetto Finalizzato TBMS
1989
Progetto Strategico "Bioingegneria Cellulare e Molecolare"
1989-90
Progetto Finalizzato Robotica: progetti "Attua: Attuatori di coppia non
convenzionali" e "Sensore ottico a CCD a struttura spazio-varianten
Progetto "Trasduttore lntelligente per Imaging Ultrasonico in Robotica e
Prospettica"
Progetto "Materiali lntelligenti per Strutture Adattive"
Progetto Strategico "Conoscenza per Immagini": responsabile scientifico
per la Scuola
Progetto Finaliuato Beni Culturali "Sistemi museali di piccole dimensioni in
Toscana: modelli di funzionamento tecnologico, organiuativi e gestionali
avanzatin
AS1 (Agenzia Spaziale Italiana)
1991-1992 Progetto "Studio di procedure per la costruzione di base di dati
sull'ambiente remoto per sistemi di teleoperazione avanzata": responsabile
scientifico
1992-1996 Progetto "Realiuazione braccio-manipolatore per am biente spaziale":
responsabile dei workpackages relativi allo studio di sistemi di retroazione
di forza sull'operatore umano
Massimo Bergamasco
Curriculum dell'attivita scientifica e didattica
2000
Progetto "Risposta morfologica e fisiologica di sistemi vegetali in condizioni
di microattivita" (Coordinatore Dott.ssa Stefania De Pasquale)
Progetti con I'Unione Europea
Massimo Bergamasco e responsabile per la Scuola dei seguenti progetti finanziati dalla
Unione Europea:
Progetto ESPRIT N.5363 GLAD-IN-ART
Gennaio 1991 - Giugno 1994
II progetto, il cui titolo completo e "Glove Like Advanced Interface for the Control of
Manipulative and Exploratory Procedures in Artificial Realities", riguarda lo sviluppo di un
sistema di interfaccia costituito da una struttura esoscheletrica per braccio e per mano
che consenta all'operatore di comandare il movirnento di rnanipolazione sirnulato in
Arnbiente Virtuale. Sul terna del progetto si e instaurata una collaborazione di ricerca con
il Trinity College di Dublino, Irlanda.
Massirno Bergamasco e stato responsabile scientifico per la Scuola Superiore Sant'Anna.
'
Progetto ESPRIT Basic Research N.6358 SCATIS
Giugno 1992 - Dicernbre 1995
SCATIS, owero "Spatially Coordinated Auditory-Tactile Interactive Scenarion e un
progetto nell'arnbito della ricerca di base del prograrnrna ESPRIT; riguarda I'integrazione
di sensazioni sia tattili che uditive per consentire un'interazione realistica dell'operatore
con ambienti virtuali. L'attivita .del laboratorio PERCRO riguarda la progettazione e
realizzazione di sistemi di interfaccia per la retroazione tattile sulla rnano dell'operatore.
Sull'argomento e stata awiata una collaborazione con I'universita di Bochurn, Gerrnania,
e con I'universita di Aalborg, Danimarca.
Massirno Bergarnasco 6 stato responsabile scientifico per la Scuola Superiore Sant'Anna.
Progetto ESPRIT Working Group N.9122 FIVE
Gennaio 1994 - Gennaio 1997
(Framework for lmmersive Virtual Environments) Tale progetto prevede la costituzione di
un gruppo di lavoro che promuova la collaborazione fra i laboratori europei operanti allo
stato dell'arte nel carnpo della interazione con Arnbienti Virtuali.
Massimo Bergamasco 6 stato responsabile scientifico per la Scuola Superiore Sant'Anna.
Progetto TIDE N.1216 VETIR
Aprile 1994 Aprile 1998
La definizione e lo sviluppo di una palestra virtuale per la riabilitazione e lo scopo del
progetto europeo VETIR (Virtual Environment Technologies in Rehabilitation: a new
approach to motor dexterity disabilities); tale scopo irnplica I'irnplernentazione di interfacce
uomo rnacchina, che consentano I'interazione fra il paziente e la palestra virtuale, trarnite
I'utilizzo di workstation grafiche e sistemi di interfaccia adeguati.
Massirno Bergarnasco e stato responsabile scientifico per la Scuola Superiore Sant'Anna
e coordinatore dell'intero progetto.
-
Progetto ESPRIT N.20145 MORIS (Motorcycle Rider Simulator)
Dicernbre 1996 - Dicernbre 2000
Massirno Bergarnasco
Curriculum dell'attivita scientifica e didattica
L'obiettivo del progetto MORE (Motorcycle Rider Simulator) consiste nella realizzazione
di uno strurnento che possa assistere il progettista di un veicolo a 2 ruote durante le
diverse fasi di progettazione.
II progetto MORE ha portato alla realizzazione di un sisterna di sirnulatore di un veicolo a
2 ruote capace di fornire all'utente le stesse sensazioni che avrebbe in sella ad un veicolo
in rnoto in condizioni reali. Questa condizione di presenza virtuale deve essere intesa non
solo in termini di feedback inerziale, ma anche in termini di feedback visivo ed uditivo.
I1 ruolo della Scuola Superiore Sant'Anna ha riguardato lo sviluppo del sisterna rneccanico
per il feedback inerziale, il suo controllo e lo sviluppo del sisterna di controllo dell'intero
sirnulatore. Massirno Bergarnasco e stato responsabile per la progettazione della parte
meccanica per la Scuola Superiore Sant'Anna.
Progetto TIDE N.4527 TREMOR
Ottobre 1997 - Aprile 2000
TREMOR si e posto I'obiettivo di sviluppare dei dispositivi tecnologici di supporto a
soggetti colpiti da tremore agli arti superiori al fine di ripristinare e\o integrare la loro
capacita di manipolazione nelle attivita quotidiana.
L'attivita di ricerca e stata focalizzata su uno specific0 target di utenti finali, e cioe persone
con trernore cerebellare causato dalla Sclerosi Multipla. I risultati della ricerca possono
essere estesi in futuro ad altre applicazioni sviluppate per pazienti colpiti da patologie
afferenti al trernore (es. morbo di Parkinson).
Massirno Bergarnasco e stato responsabile scientifico per la Scuola Superiore Sant'Anna
e coordinatore dell'intero progetto.
Progetto 1999-RD.11030 ViRtual (VJtual ~ealitysystems for perceived ergonomic
qm/ity testing of driving task and design)
Gennaio 2000 - Dicembre 2002
II principale obiettivo del progetto e lo sviluppo di una piattaforrna integrata di simulatore,
basata su tecnologie di Realta Virtuale, che includa sisterni per il test e le connesse
procedure sperimentali a1 fine ottenere uno strumento che perrnetta di migliorare I'analisi
e la progettazione ergonomica dei veicoli.
II progetto ha sviluppato, e conseguentemente provato, tre tipi di sistemi caratterizzati da
un crescente livello di virtualiuazione del veicolo e cornplessita dei dispositivi hardware e
software.
II progetto ha inteso verificare I'adeguatezza ed il valore aggiunto di tali sistemi per
migliorare il processo di sviluppo di nuovi veicoli per quanto concerne gli aspetti
ergonornici e per supportare il processo di training del guidatore.
Massirno Bergarnasco e stato responsabile scientifico per la Scuola Superiore Sant'Anna.
Progetto IST-2000-27510 GRAB (Computer graphics access for blind people
through a haptic virtual environment)
Gennaio 2001 - Aprile 2004
L'obiettivo principale del progetto e di perrnettere alle persone non vedenti di accedere ad
un Ambiente Virtuale Aptico tridirnensionale attraverso il senso del tatto e con il supporto
dell'audio.
LIArnbiente Virtuale Aptico realizzato perrnette- all'utente di esplorare con le dita oggetti
virtuali e di riconoscerne le caratteristiche geornetriche (angoli, spigoli, ecc) come se
stesse toccando oggetti reali. Questo presuppone la realizzazione di una nuova
interfaccia aptica per due dita specificarnente sviluppata per toccare oggetti vitljali
tridirnensionali.
Massirno Bergarnasco e stato responsabile scientifico per la Scuola Superiore Sant'Anna.
Massirno Bergarnasco
Curriculum dell'attivita scientifica e didattica
Progetto /ST-2000-29580 PURE-FORM (The Museum of Pure Form)
Settembre 2001 - Agosto 2004
Tale progetto, di cui il Massimo Bergamasco e stato coordinatore, ha previsto la
realiuazione del "Museo delle Pure Forme" concepito come un sistema di Realta Virtuale
dove I'utente pub interagire attraverso I'uso del tatto e della vista con modelli digitali
tridimensionali di sculture ed opere d'arte.
La ricerca e stata principalmente focaliuata sulla percezione aptica di copie digitali di
sculture, basate sulla tecnologia del ritorno di forza. Una selezione di sculture delle
collezioni appartenenti ai partner-musei e stata acquisita tramite un sistema di scansione
laser per creare un data-base digitale delle opere d'arte che ha costituito il nucleo di un
nuovo archivio condivisibile in Internet tra i partner museali e altre istituzioni culturali
europee.
II sistema di MPF e stato inoltre testato da un punto di vista psicocognitivo nel CAVE al
fine di rilevare le caratteristiche e le potenzialita reali del sistema.
Progetto IST-34231 CREATE (Constructivist Mixed Reality for Design, Education,
and Cultural Heritage)
Marzo 2002 - Febbraio 2005
II progetto CREATE riguarda lo sviluppo di un ambiente basato su tecniche di Realta
Mista che permette la costruzione e la manipolazione in Tempo Reale di Ambienti Virtuali
ad elevato grado di interattivita per esperienze altamente realistiche ed interattive.
Massimo Bergamasco e stato responsabile scientifico per la Scuola Superiore Sant'Anna.
Progetto IST 6549 HAPTEX (HAPtic sensing of virtual TEXtiles)
Dicembre 2004 - Novembre 2007
HAPTEX si propone di sviluppare nuove tecnologie e strumenti di ricerca che consentano
di recepire, toccare e manipolare material tessili generati artificialmente in Ambiente
Virtuale.
Massimo Bergamasco risulta responsabile scientifico per la Scuola Superiore Sant'Anna
Progetti di ricerca e convenzioni con altri enti finanriatori
lstituto Superiore di Sanita "Sistema per la Valutazione delle Residue Capacita
Funzionali della Mano con Applicazioni di Realta Virtuale"
1997-1999
II laboratorio PERCRO nell'ambito del sottoprogetto n.3 "Protesi e Dispositivi Esterni per il
Miglioramento ed il Recupero della Funzionalita delllApparato Locomotore" dell'lstituto
Superiore di Sanita, ha sviluppato un "Sistema per la Valutazione delle Residue Capacita
Funzionali della Mano con Applicazioni di Realta Virtuale" second0 una prima fase di
analisi dei sistemi di monitoraggio dei parametri biomeccanici della mano, ed una
seconda fase riguardante lo sviluppo e costruzione del sistema stesso composto da un
guanto destro sensoriuato (G1ove.H~)e da un software di acquisizione a basso livello.
Successivamente e stato effettuato un period0 di test preliminare e di pre-verifica del
sistema presso il Centro di Riabilitazione di Trevi.
Massimo Bergamasco
Curriculum dell'attivita scientifica e didattica
ENEA - Fondazione S.Lucia "Ambiente Virtuale per la navigazione in uno scenario
3 0 da utilizzarsi per studi di neuropsicologia"
1999 - 2000
Tale progetto, svolto in collaborazione con la Fondazione S.Lucia (Istituto di Ricovero e
Cura a carattere scientifico) ha riguardato lo sviluppo di un sistema di Ambiente Virtuale
per la navigazione in uno scenario 3D da utiliuarsi per studi di neuropsicologia.
Progetti con Opera della Primaziale Pisana
-
2001 2003
Nell'ambito della convenzione con I'Opera della Primaziale nel corso del 2001 - 2003
sono stati svolti i seguenti progetti:
o studio, progettazione e sviluppo di un software di visualizzazione interattiva per la
fruizione di contenuti 3D del complesso monumentale Piazza del Duomo
distribuiti su Web;
o
realizzazione di un software di visualizzazione 3D in tempo reale ad elevata
qualita della facciata del Duomo di Pisa.
o studio, progettazione e realizzazione del software per la visualizzazione in Tempo
Reale utilizzabile su PC del modello tridimensionale del Camposanto
Monumentale.
-
Centro Ricerche Fiat "SINTESI Sviluppo di sistemi innovativi per il veicolo del
futuro tramite tecniche di simulazione avanzate"
2001 - 2003
Tale progetto ha riguardato lo sviluppo e validazione di moduli software relativi al modello
virtuale del guidatore, lo sviluppo di interfacce aptiche a retroazione di forza per la
simulazione di comandi di guida tradizionali e innovativi e la progettazione di un sistema di
controllo riconfigurabile per ogni tipo di comando.
-
Fondazione Cassa di Risparmio di Pisa "HAnD
Sistema Aptico per Iyanalisi e
condizionamento dei movimenti della mano in Ambiente di Realta Aumentata"
2001 - 2003
II progetto di ricerca HAnD, finanziato dalla Fondazione della Cassa di Risparmio di Pisa,
ha previsto la realizzazione di un sistema aptico basato su nuove tecnologie di Realta
Aumentata che permette sia I'analisi che il condizionamento dei movimenti della mano.
Nell'ambito della ricerca e sperimentazione, il sistema HAnD 8 stato utilizzato per
studiare le fasi di apprendimento della scrittura nei bambini e per la sperimentazione di
nuove tecniche di valutazione delle disabilita e per la riabilitazione. La fase di validazione
clinica e stata effettuata in collaborazione con IRCCS Stella Maris.
-
Consorzio CETMA "HERMES Prototipo della "interfaccia aptica" (haptic interface)
per la simulazione virtuale di un intervento di angioplastica coronarica"
2002 - 2003
Tale progetto ha riguardato lo studio di tecniche di simulazione e metodiche di
progettazione in campo biomedico applicate alllAngiologia. L'idea del progetto e nata
infatti dalle esigenze, sempre piu' diffuse e divenute oggi rilevanti, di tecnologie e sistemi
innovativi di supporto alle tecniche della chirurgia angioplastica.
IWassimo Bergamasco
Curriculum dell'attivita scientifica e didattica
Le attivita affidate al Laboratorio PERCRO sono state relative alla progettazione e
realiuazione di una interfaccia aptica per la simulazione in Realta Virtuale di un intervento
di angioplastica.
-
Regione Toscana "INDICA Sostegno alle strategie di INnovazione del Dlstretto
Cartario Azione 3"
2003
II progetto, finanziato su fondi PRAl della Regione Toscana, ha avuto per obiettivo la
realiuazione di un simulatore motion-based per la guida di carrelli elevatori e il suo
successivo impiego per I'addestramento dei carrellisti in ambito industriale.
II progetto ha richiesto il ricorso a tecnologie di progettazione avanzata nel campo della
robotica (meccanica e controllo) e della realta virtuale (grafica) per la realiuazione del
simulatore.
-
Fondazione Cassa di Risparmio di Lucca 'CROWD PREDICTOR -1mpiego di
strumenti software evoluti per la simulazione/previsione del comportamento di folle
in situazioni di emergenza"
2003
L'obiettivo di tale progetto riguarda la realinazione di un tool software di Ambienti Virtuali
da utiliuare come strumento di analisi e previsione dei flussi di folle in occasione di
eventi pubblici che vedono la partecipazione di centinaia o anche migliaia di persone.
II progetto e stato finanziato dalla Fondazione Cassa di Risparmio di Lucca ed ha per
beneficiari diretti sia la Prefettura che il Comando dei Vigili del Fuoco.
-
Consono COSMAVE "FORMAT Fonna e Materia. Tra tradizione ed innovazione in
Toscana"
2003 - 2004
II progetto di ricerca commissionato dal Consorzio COSMAVE nell'ambito dell'Azione
1.7.1. del DOCUP Regione Toscana, ha avuto per obiettivo lo studio e la progettazione di
un sistema automatiuato per I'acquisizione delle informazioni superficiali delle lastre di
materiale lapideo posto alla fine della linea di lavorazione ed in grado di fornire immagini
ad alta risoluzione del prodotto. II sistema sviluppato permette la gestione delle imrnagini
cosi acquisite per applicazioni di tip0 logistic0 (magauino) e commerciale (pubblicazione
on-line).
Ministero della Difesa "Applicazioni Avanzate in ambito militare di tecnologie
robotiche di teleoperazione"
2003 - 2005
II progetto di ricerca riguarda la progettazione e la realiuazione di un sistema di
teleoperazione denominato "body extender", atto ad amplificare le capacita di un
operatore umano da utiliuarsi in compiti di manipolazione di carichi, assemblaggio,
soccorso ecc. II Progetto, avviato nel dicernbre 2003, si articola nell'arco temporale di 30
mesi second0 3 fasi principali a loro volta suddivise in tasks specifici.
Massimo Bergamasco
Curriculum dell'attiviti scientifica e didattica
Camera di Commercio Lucca "Sostegno e diffusione dell'innovazione e del
trasferimento tecnologico "
2004
Tale contratto di ricerca, finanziato dalla Camera di Commercio, Industria, Artigianato,
Agricoltura di Lucca ha riguardato la realizzazione del "Museo Virtuale di Pietrasanta",
basato sulle tecnologie di interfacce aptiche e di visualizzazione immersiva sviluppate dal
laboratorio PERCRO.
Fondazione Cassa di Risparmio di Lucca "Sviluppo dell'architetfura di ambienti
digitali"
2004 - 2005
II progetto riguarda lo sviluppo di tecnologie di Ambiente Virtuali in Architettura per la
progettazione di un Museo Virtuale e di una Biblioteca Digitale.
lstituto e Museo di Storia della Scienza :Progetfo PENCIL
2005
Nell'ambito di tale contratto di ricerca e prevista la realizzazione di un prodotto innovativo
attraverso la rielaborazione dei contenuti del catalog0 multimediale di IMSS con I'uso del
programma lnformation Landscapes. L'obiettivo di questo progetto e quello di realizzare
un applicativo tridimensionale per la fruizione di informazioni sulla vita di Galileo Galilei
attraverso la tecnologia lnformation Landscapes sviluppata dal laboratorio PERCRO.
Progetti di ricerca con istituti stranieri
Nel corso della collaborazione (iniziata nel 1995) con I'Hosei University, Tokyo, Japan
(Prof. Hisato Kobayashi) la ricerca ha riguardato I'esecuzione di esperimenti di
teleoperazione tra I'Universita Hosei di Tokyo ed il laboratorio PERCRO.
Nell'ambito della collaborazione con il Mechanical Engineering Laboratory, MITI, Tsukuba,
Japan (Dr. Kazuo Tanie) il tema di ricerca ha riguardato la retroazione di forza durante
teleoperazione robotica. Massimo Bergamasco e stato invitato a partecipare al Progetto di
ricerca in corso presso il MEL riguardante il trasporto dell'azione e della informazione tra
un luogo e I'altro del pianeta.
Nell'ambito del PROGRAMMA GALILEO 1997-98 (Azioni integrate italo - francesi)
gestito dalla CRUI, Massimo Bergamasco e stato responsabile per la parte italiana del
progetto di ricerca dal titolo "Esperimenti di teleoperazione con retroazione tattile
(Experiences de teleoperation avec retour tactile)" svolto in collaborazione con il Prof.
Philippe Coiffet del Laboratoire de Robotique dellJUniversita Philippe et Marie Curie di
Parigi.
Progetti e convenzioni con industrie
Massimo Bergamasco ha partecipato ai seguenti progetti industriali :
1988-89: Progetti di ricerca ed industriali nell'ambito della convenzione tra Scuola e
Centro E. Piaggio delllUniversita di Pisa (Polysens S.p.A., AXIS S.p.A., IBM Semea):
partecipazione
Massimo Bergamasco
Curriculum dell'attivita scientifica e didattica
1990-1996: progetti di ricerca della Scuola Superiore S.Anna con ditte esterne
(Tecnospazio S.p.A.).
Massimo Bergamasco e attualmente responsabile scientific0 della Scuola nell'ambito
delle seguenti Convenzioni con industrie ed enti esterni:
Convenzione con le aziende A.Celli SpA e Lucense S.C.p.A.
Convenzione Quadro di Cooperazione Scientifica e Tecnologica tra la Scuola Superiore
Sant'Anna e le aziende A.Celli SpA e Lucense S.C.p.A. (attivata nel settembre 2001) che
prevede la collaborazione per lo svolgimento di attivita di ricerca, di consulenza
scientifico-tecnologica, di didattica e formazione di rilevante interesse nell'ambito di
tecnologie innovative applicabili all'industria.
Convenzione con Opera della Primaziale Pisana
Convenzione tra Scuola Superiore Sant'Anna, Scuola Normale Superiore ed Opera della
Primaziale Pisana (attivata nel maggio 2001) relativa alla collaborazione per la
realiuazione di attivita atte allo studio e alla valoriuazione del complesso monumentale
di Piaua del Duomo.
Convenzione con Autorita Portuale di Livomo
Convenzione Quadro per scambi accademici, culturali e di cooperazione scientifica e
tecnologica tra la Scuola Superiore Sant'Anna Lab. PERCRO e I'Autorita Portuale di
Livorno (attivata nel maggio 2005) 'che prevede la collaborazione per lo svolgimento di
attivita di ricerca, consulenza scientifica, tecnica e gestionale, formazione, docenza.
In particolare le parti metteranno a disposizione il proprio know-how e le proprie risorse
umane e strutturali per la creazione di un Centro di competenza per I'Area Vasta nel
campo della simulazione, destinato al miglioramento della logistics e della formazione nel
contest0 portuale.
-
Convenzione con Oto Melara SpA
Convenzione Quadro di cooperazione scientifica e tecnologica e per la creazione di un
centro di ricerca tra la Scuola Superiore Sant'Anna e Oto Melara SpA (in corso di stipula)
che prevede la collaborazione tra le parti per lo svolgimento di attivita di ricerca,
consulenza scientifica, tecnica e gestionale, formazione, docenza e per la creazione, di
una Unita di Ricerca e Sviluppo, aperta anche ad utenti terzi, tra i quali in particolare le
industrie medie e piccole dell'area Ligure e delle Province di Parma e Massa Carrara.
Massimo Bergamasco e stato responsabile dei seguenti contratti con aziende:
Contratto di ricerca con la Ditta Oreste Pardini S.p.A.
1999 - 2000
Contratto di ricerca con la ditta Oreste Pardini S.p.A. per lo studio di fattibilita, la
prototipazione, a messa a punto e la dimostrazione sperimentale di una innovativa
stazione autonoma, basata su visione artificiale, per il controllo della qualiti superficiale e
dimensionale di particolari assialsimmetrici in alluminio.
Massimo Bergamasco
Curriculum dell'attivita scientifica e didattica
25
1
Contratto di ricerca con la Ditta Celli S.p.A.
1999 - 2002
Contratto di ricerca per lo studio di fattibilita di una nuova macchina ribobinatrice per film
plastici per imballaggi, che ha previsto, in particolare, la definizione dell'architettura
generale della macchina (layout generale, identificazione delle unita funzionali necessarie,
motorizzazione), la definizione di dettaglio (disegni costruttivi di particolare e di
assemblato e lista dei componenti commerciali) delle sole sezioni critiche ed innovative
della macchina (gruppo caricamentolawolgimentoltaglio bobinette, gruppo di
handlinglpackaging, gruppo stampa e gruppo fustellatura) e la stima dei costi di
fabbricazione dell'intera macchina.
Contratto di ricerca con la ditta MPT S.r.1
2003
II progetto ha come obiettivo la progettazione, realiuazione, e la sperimentazione di un
sistema prototipale basato sulla tecnologia scanner-laser3D che proweda al rilievo delle
geometrie del modello per la realizzazione di stampi industriali.
Contratto di ricerca con la ditta STETEL S.r.1.
2003
Contratto di ricerca nell'ambito del progetto: "Azienda Informa: costruzione in maniera
autonoma del servizio telefonico informativo" -acronimo AZ.INF0.- per la progettazione di
un servizio telefonico informativo e lo sviluppo dell'interfaccia web del servizio oltre ad
alcuni template di alberi informativi standard.
Contratto di ricerca con la ditta CGS sas.
2003
Contratto di ricerca per la realizzazione di modelli 3D delle lesioni cutanee con tessiture
delle informazioni aggiuntive e software di visualiuazione 3D interattiva del sistema
DERMA - EVA. II Progetto DERMA - EV1 mira alla messa a punto di tecniche,
apparecchiature e procedure che possano condurre al completamento della
standardiuazione ed oggettiviuazione del process0 di monitoraggio e controllo delle
diverse tipologie di lesioni cutanee.
Contratto di ricerca con Piaggio V.E. SpA
2003 - 2004
Contratto di ricerca con la ditta Piaggio V.E. SpA per la fornitura di una procedura
completa per la rilevazione posturale di piloti e passeggeri di veicoli a due ruote (scooter,
ciclomotori e moto). In particolare il progetto prevede I'identificazione di procedure di
rilevazionelcalibrazione, realizzazione del SW di elaborazionelinterfaccia e dei relativi
accessori meccanici, installazione, messa a punto e supporto all'uso di un sistema di
rilevazione della postura di soggetti umani alla guida di un mock-up di ciclomotore
registrabile, al fine di costituire una banca dati di valori di riferimento per valutazioni
ergonomiche di ciclomotori in fase di progettazione. Tale sistema di rilevazione della
postura e stato basato su un digitalizzatore meccanico in possesso di Piaggio (FaroArm).
Contratto di ricerca con la ditta COGEMAR S.r.1.
2004
Contratto di ricerca nell'ambito del progetto: TAG-STONE : controllo e identificazione dei
Massimo Bergamasco
Curriculum dell'attivita scientifica e didattica
prodotti (rnaterie prime, sernilavorati e lavorati) nell'industria lapidea attraverso
applicazione della tecnologia TAG-RFID
Contratto di ricerca con la ditta PEC ltalia S.r.1
2004
Contratto di ricerca per la progettazione e la realizzazione costruttiva di un banco di prova
a fatica del gruppo portellone di elicottero volto alla finalizzazione realiuativa di sisterna.
II sisterna e costituito da una coppia di robot antropornorfi in grado di svolgere un ciclo
continuo di apertura e di chiusura del portellone di un elicottero in rnodo da verificarne la
resistenza a fatica. II progetto condurra alla realiuazione di un banco di prova che sara
installato presso I'Agusta srl.
Contratto di ricerca con la Ditta TAU Controllo Processi Sp.A.
2004
Definizione della Soluzione e Verifica della Fattibilita Tecnico/Econornica di un Sistema
Teleoperato per la Movimentazione delle Merci destinato al Settore Cartario. La prima
attivita svolta ha riguardato I'analisi dei dati qualitativi inerenti il layout esistente nello
stabilimento e la tipologia dei rnateriali da movimentare; analisi dei dati quantitativi relativi
ai volumi di prodotto movirnentati, alle tempistiche e al nurnero di addetti operanti con
I'intento di ricreare uno scenario operativo che servira come definizione delle condizioni in
cui collocare la nuova soluzione di logistica teleoperata. La seconda fase del progetto ha
riguardato la definizione della soluzione per un sistema di movimentazione delle merci
basato sulla tecnologia della teleoperazione e sua valutazione tecnico/economica.
Tutoring lmprese
Nell'ambito della Convenzione di Ricerca e Sviluppo tra Scuola Superiore S.Anna e
Piaggio V.E.S.p.A., Massimo Bergamasco ha svolto attivitadi Tutore al lavoro di
progettazione " Paperino: Dimensionamento Strutturale di un telaio in lega leggera
pressofusa." svolto dall'ing. Paolo Casalini.
Periodi di studio all'estero
Massimo Bergamasco ha trascorso alcuni periodi di ricerca all'estero:
-
Marzo 1987 - Aprile1987: Grasp Laboratory of the Computer and Information
Science of the University of Pennsylvania, Philadelphia, USA, ove ha svolto attivita di
ricerca relativa ad un progetto congiunto tra University of Pennsylvania e Centro "E.
Piaggio" delllUniversita di Pisa, sul terna "Integration of Vision and Touch for Active
Perception in Robotics".
-
Gennaio 1989 - Aprile 1989: Jet Propulsion Laboratory (JPL) and California
Institute of Technology, Pasadena, CA, U.S.A., ove ha svolto presso la sezione di
Telerobotica (direttore Dr. Antal Bejczy) una ricerca sul tema "Esperimenti di
Teleoperazione basata su sensori" nell'ambito di una borsa di studio NATO ARW.
-
Febbraio 1992- Marzo 1992: Mechanical Engineering Laboratory, MITI, Tsukuba,
Giappone, ove ha svolto presso la divisione di Biorobotica (direttore Dr. Kazuo Tanie)
una ricerca su "Sistemi di Retroazione di Forza per Ambienti" Virtuali.
Massimo Bergamasco
Curriculum dell'attivita scientifica e didattica
Collaborazioni internazionali
II laboratorio PERCRO ha nel tempo stabilito legami stabili e continuativi di ricerca e
scarnbio di ricercatori e studenti con i seguenti laboratori:
Stanford University: Robotics Laboratory diretto dal Prof. Ken Salisbury
McGill University, Montreal, Canada : Haptics Laboratory diretto dal Prof. Vincent
Hayward
Kyoto University: Dept. of Mechanical Engineering diretto dal Prof. Tsuneo
Yoshikawa
DLR : Telerobotics Laboratory diretto dal Prof. Gerd Hirzinger
University of Navarra: Dipartirnento di Meccanica Applicata del CElT (Centro de
Estudios e lnvestigaciones Tecnicas), diretto dal Prof. Jordi Vinolas Prat
Hosei University, Tokyo: Dept. of Control Engineering diretto dal Prof. Hisato
Kobayashi
University College of London: Department of Computer Science diretto dal Prof.
Mel Slater
Comitati scientifici di riviste internazionali
Mernbro dell'Editorial Board della rivista "PRESENCE: Teleoperators and Virtual
Environments", MIT Press, Cambridge, MA, USA, dal 1990 al2000.
Mernbro delllEditorial Board della rivista "Journal of the Virtual Reality" Springer dal 1994
Membro delllEditorial Board della rivista "Journal Europeen De Systernes Autornatises"
HERMES Publisher, Paris, France, fondata in Francia nel 1995.
Membro dellJEditorial Board della rivista su web "E-HAPTICS", pubblicata dalla
Washington University, USA dal 1998.
Congressi organiuati
Massimo Bergamasco ha organizzato, nel Giugno 1994, il Workshop di chiusura del
progetto ESPRIT n.5363 GLAD-IN-ART con la Unione Europea; tale Workshop ha avuto
luogo a Pisa, presso la Scuola Superiore S.Anna.
Nel Giugno 1994, Massimo Bergamasco e stato organizzatore della Conferenza"1st
International Conference on Virtual Environments in Rehabilitation", Gubbio.
Massimo Bergamasco
Curriculum dell'attivita scientifica e didattica
Massimo Bergamasco e organiuatore scientific0 della Conferenza "Telemanipulator and
Telepresence Technologies llr', nell'ambito del Simposio lnternazionale SPIE, Boston,
MA, USA, Novembre 1996.
Massimo Bergamasco e stato organiuatore Locale della Conferenza "FIVE: Framework
for lmmersive Virtual Environments: Advances, Applications and Impact of lmmersive
VEs" indetta dal Working Group FIVE, tenutosi a Pisa nel period0 18-20 Dicembre 1996.
Massimo Bergamasco e stato nominato General Chairman ed e stato organiuatore della
Conferenza lnternazionale "8th IEEE lnternational Workshop on Robot and Human
Interaction - ROMAN'99 che si e svolta a Pisa dal 27 al 29 settembre 1999.
Massimo Bergamasco e stato nominato General Chairman ed organinatore della
conferenza IEEE WorldHaptics 2005, conferenza congiunta tra il Simposio IEEE su
"Haptic lnterfaces for Virtual Environments and Teleoperator Systemsn e la Conferenza
"EuroHapticsn, che per la prima volta sono state congiuntamente tenute a Pisa dal 18 al
20 marzo 2005.
Massimo Bergamasco e inoltre parte dello Steering Committee della "International
Conference on Enactive Interfacesn,che si terra a Genova il 17-18 Novembre 2005.
Partecipazione a comitati scientifici di conferenze
Massimo Bergamasco ha fatto parte dei Comitati Scientifici delle seguenti Conferenze
Internazionali:
lnternational Conference on Advanced Robotics
FIVE Conference
SPIE, Telepresence and Teleoperators
RO-MAN (International Workshop on Robot and Human Communication)
Virtual Reality World
Eurographics
Prix IMAGINA
Eurohaptics
Computer Animation
lnternational Symposium on Robotics
IEEE-VR
WorldHaptics
ENACTIVEO~
INTUITION lnternational Workshop
IEEE VR and Rehabilitation
In particolare Massimo Bergamasco appartiene allo Steering Committee delle seguenti
Conferenze:
IEEE RO-MAN
Eurohaptics
lnternational Conference on Enactive Interfaces
WorldHaptics
ISR2005 lnternational Symposium on Robotics
Massimo Bergamasco
Curriculum dell'attivita scientifica e didattica
Partecipazione a conferenze e workshops
Massimo Bergamasco ha partecipato a numerose Conferenze lnternazionali sia
nell'ambito della Robotica che in ambito di Ambienti Virtuali.
In ambito della Robotica Massimo Bergamasco ha partecipato a numerose edizioni della
Conferenza "lnternational Conference on Robotics and Automation", ad alcuni Workshop
"Advanced Research Workshop" della NATO, ad alcune edizioni delle conferenze ISER,
IROS, ICAR.
E stato invitato a partecipare alle prestig'iose Conferenze "Seventh ISRR lnternational
Symposium on Robotics Research", tenutasi a Wessling, Germania, nel 1995, ed alla
"Eight ISRR lnternational Symposium on Robotics Researchn tenutasi a Shonan,
Kamakura, Giappone, per presentare i risultati della propria ricerca nel campo dei sistemi
di interfaccia per la retroazione di forza.
Massimo Bergamasco ha partecipato a numerose Conferenze di Bioingegneria e
Biomeccanica, soprattutto nei primi anni di attivita scientifica; Massimo Bergamasco ha
partecipato alla Conferenza lnternazionale "Biomechanics 1993" ed e stato iscritto alla
Societa lnternazionale di Biomeccanica.
Nell'ambito della ricerca su Ambienti Virtuali e Teleoperazione, Massimo Bergamasco ha
partecipato alla prima conferenza sul tema "Teleoperators and Virtual Environments"
organizzata dalla Engineering Foundation, USA, a Santa Barbara, CA, nel 1990; tale
conferenza e indicata come I'incontro di ricercatori piu' importante per il riconoscimento
degli Ambienti Virtuali come disciplina scientifica.
Massimo Bergamasco ha partecipato a numerose Conferenze sul tema degli Ambienti
Virtuali sia in Europa che in Giappone e USA. Dal 1995 partecipa ai Meeting A S M E s
IEEE Symposium for Haptic Interfaces and Teleoperators sul tema lnterfacce Aptiche.
Massimo Bergamasco e stato invitato come relatore alle seguenti conferenze:
Keynote speaker alla Conferenza Virtual Reality, Stoccarda, 1993.
Keynote speaker alla Conferenza RO-MAN199sul tema "The Museum of Pure Form"
Keynote speaker alla Conferenza annuale" The Future of Rehabilitation in Multiple
Sclerosis" organizzata a Venezia dalla R.I.M.S. (Associazione Europea per la
Riabilitazione della Sclerosi Multipla) (Aprile 2000).
Keynote speaker alla Conferenza IEEE-VR 2000 sul tema "Full-body Haptic Interfaces1',
New Brunswick, New Jersey.
Keynote speaker alla Conferenza internazionale "EUROHAPTICS" tenutasi alllUniversita
di Edinburgh, Scotland, (8-10 Luglio 2002).
Keynote speaker alla conferenza Computer Animation, June 2002. Geneva, Switzerland.
Attivita di valutazione per riviste e conferenze
Massimo Bergamasco ha svolto e svolge attivita di valutazione per le seguenti riviste:
-
IEEE Transactions on Robotics and Automation e
PRESENCE: Teleoperators and Virtual Environments. MIT Press;
Advanced Robotics, lnternational Journal of Mechatronics,;
Massimo Bergamasco
Curriculum dell'attivita scientifica e didattica
-
-
Journal Computer Animation and Virtual Worlds;
Transactions of Applied Perception;
IEEE Transactions on Man, Systems and Cybernetics
lnternational Journal of Robotic Research.
Dal 1988 Massimo Bergamasco svolge attivita di valutazione per la Conferenza
internazionale "IEEE lnternational Conference on Robotics and Automation".
E stato inoltre chiamato a svolgere attivita di valutazione anche per altre conferenze
internazionali, quali /CAR, IROS, Eurographics e Eurohaptics.
Brevetti, diritti e marchi
Massimo Bergamasco risulta co-inventore dei seguenti brevetti, marchi e copyrights:
1. lnternational Application Published under the Patent Cooperation Treaty, June 9,
1994, A Device for monitoring the configuration of a distal physiological unit for
use, in particular, as an advanced interface for machines and computers, WO 941
12925 A1 ;
2.
lnternational Application Published under the Patent Cooperation Treaty, April 20,
1995, A device operable to supply a force feedback to a physiological unit to be
used in particular as an advanced interface for machines and computers, WO 951
10396 A1 ;
3.
lnternational Application Published under the Patent Cooperation Treaty,
February 27, 2003, Image-Based rendering system for dynamic objects in a
virtual environment, WO 031 017204 A3;
4.
lnternational Application Published under the Patent Cooperation Treaty, July 15,
2004, Device for Goniometric measurements, WO 20041 058065 A1 ;
5.
lnternational Application Published under the Patent Cooperation Treaty, July 15,
2004, Goniometric sensor, WO 20041 059249 A1 ;
6.
lnternational Application Published under the Patent Cooperation Treaty, July 15,
2004, Tendon-Driven rotational joint for exoskeleton structure, WO 20041 058457
Al;
7.
lnternational Application Published under the Patent Cooperation Treaty, July 15,
2004, Exoskeleton interface apparatus, WO 20041 058458 Al;
8.
lnternational Application Published under the Patent Cooperation Treaty, May 26,
2005, Remotely actuated robotic wrist, WO 20051 046500 A1 ;
9.
European Patent Application, September 1, 2004, Haptic Interface device, EP 1
452 949 A1 ;
10. European Patent Application, August 31, 2004, Pure Form Hand Exos, EP
04020621;
11. Domanda per invenzione industriale, Marzo 2004, Scrivania Aptica: tecnologie
aptiche colocate per ambienti interattivi orientati all'automazione da ufficio,
PI20041A000026;
12. Domanda per. invenzione industriale, 20 dicem bre 2004,
laparoscopico portatile, PI20041A000096;
Manipolatore
13. Domanda per invenzione industraile, 01 giugno 2004, lnterfaccia aptica portabile
P12004A000084
Massimo Bergamasco
Curriculum dell'attivita scientifica e didattica
14. Domanda per invenzione industriale, Giugno 2005, Sistema di collaborazione
multisensoriale a distanza, PI20051A000062;
15. Copyright SlAE per protezione del diritto d'autore sul sistema software "TREMOR
Control System"
16. Copyright SlAE per protezione del diritto d'autore sul sistema software "Virtual
Typographical Library (VTGL)";
17. Trademark N. 003105129, May 27, 2005 "Pure Form";
Massimo Bergamasco
Curriculum dell'attivita scientifica e didattica
Attivita didattica
Corsi alla Scuola Superiore Sant'Anna
Massimo Bergamasco ha svolto la seguente attivita didattica rivolta agli allievi ordinari del
Settore di lngegneria della Classe di Scienze Sperimentali:
Corsi d'insegnamento istituzionale:
A.A. 1993-94 : Meccanica dei Robot: Pianificazionedel Movimento
A.A. 1994-95 : Meccanica della Manipolazione
A.A. 1998-99 : Corso di Meccanica applicata alle macchine
A.A. 1999-00 : Corso di Meccanica applicata alle macchine
A.A. 2000-01 : Corso di Meccanica applicata alle macchine - Progettazione al
CAD di sistemi robotici
A.A. 2001-02 : Corso lntegrato di Robotica Percettiva che prevede tre moduli:
-
Percezione aptica
Computer aided design
Controllo di interfacce per sistemi aptici
A.A. 2002-03 : Corso lntegrato di Robotica Percettiva
A.A. 2003-04 : Corso di Ambienti Virtuali ed Arte Digitale
A.A. 2004-05 : Corso lnterazione con Arnbienti Virtuali
Per tali corsi sono stati effettuati esami interni come previsto dal Regolamento Didattico
della Scuola.
Cicli di Seminari per allievi interni del Settore di Ingegneria:
A.A. 1988-89 : lntroduzione alla Robotica
A.A. 1989-90 : lnterfacce Avanzate per Telemanipolazione
A.A. 1990-91 : Teleoperazione e Telerobotica
A.A. 1991-92 : Progettazione di organi terminali robotici antropornorfi
A.A. 1992-93 : Ambienti Virtuali: la riproduzione del movimento umano
A.A. 1995-96 : Meccanica dei Robot: Workspaces di manipolatori robotici
Massimo Bergamasco
Curriculum dell'attivita scientifica e didattica
Altre attivita didattiche
Massimo Bergamasco ha svolto un ciclo di lezioni per il Master Post-universitario in
Management dell'lnnovazione presso la Scuola Superiore Sant'Anna.
Massimo Bergamasco e responsabile per la Scuola Superiore Sant'Anna per il "Master
lnternazionale su Ambient Virtualin svolto in collaborazione con la Transilvania University
di Brasov (Romania).
lnoltre Massimo Bergamasco sta curando la progettazione di un nuovo master di primo
livello presso la Scuola Superiore Sant'Anna sul tema di "Interaction Designn.
Seminari e cicli di lezioni:
Nell'ambito della propria attivita didattica e seminariale, Massimo Bergamasco ha
organizzato, tra gli altri, i seguenti seminari e cicli di lezioni per gli allievi ordinari del
Settore di Ingegneria:
Ciclo di lezioni su Nuove tendenze per i sistemi grafici interattivi: dai
sistemi CAD a1 web design tenuto dal Prof. Alessandro Polistina (docente
presso la Facolta di Architettura del Politecnico di Milano).
Ciclo di seminari su Analisi e sintesi di cinematiche parallele tenuto dal
Prof. Vincenzo Parenti Castelli (docente presso la Facolta di lngegneria
delllUniversita di Bologna).
Ciclo di serninari su Teorie di controlli discreti di base,tenuto da Prof.
Prof. Hisato Kobayashi (Hosei University Tokio)
Ciclo di seminari su Haptic interfaces for the control of surgical tools
tenuto dal Prof. Kenneth Salisbury (Dep. of Mechanical Engineering, MIT,
Usa)
Ciclo di serninari su High performance robots for manipulation in space
tenuto dal Prof. Gerd Hirzinger (DLR and Institute of Robotics and
Mechatronics, Monaco, Gerrnania).
Ciclo di serninari Tactile display for haptic shape perception tenuto dal
Prof. Vincent Hayward (Mc Gill University, Montreal, Canada).
Per I'anno accademico in corso Massimo Bergamasco ha organizzato i seguenti serninari:
Allan Wallace (1st. Santa Barbara, California) Mind Science
Homayoon Kazerooni (Berkeley University, USA) Robotic Extenders for
Human Power Amplification
Corsi presso la Facolta di lngegneria dell'universita di Pisa
Massimo Bergamasco ha tenuto, dietro nulla osta della Scuola Superiore S.Anna, lezioni
ed esercitazioni del Corso di laurea in lngegneria Meccanica presso la Facolta di
lngegneria della Universita di Pisa:
Massimo Bergamasco
Curriculum dell'attivita scientifica e didattica
34
-
A.A.1989-90 : Regolazione delle Macchine e degli lmpianti Meccanici:
esercitazioni ed esami
-
A.A.1992-93 : Meccatronica: lezioni riguardanti "Cinematica di manipolatori seriali
ed interfacce avanzate" ed esami
A decorrere dal1'A.A 1993-1994, Massimo Bergamasco, dietro nulla osta della Scuola
Superiore Sant'Anna, ha svolto, fino alllA.A. 2002-2003, lezioni ed esercitazioni
nell'ambito del Corso di laurea in lngegneria Meccanica presso la Facolta di lngegneria
dell'universita di Pisa, in qualita di supplente del corso di Meccanica dei Robot e
presidente della Commissione d'esame di tale insegnamento.
Massimo Bergamasco e stato inoltre membro effettivo e supplente di Commissioni
giudicatrici per il conseguimento della Laurea in lngegneria Meccanica della Facolta di
lngegneria delllUniversita di Pisa. E' stato altresi rnernbro del Consiglio di corso di laurea
in lngegneria Meccanica.
Corsi presso la Facolta di lnformatica dell'universita di
Pisa
A decorrere dalllAnno Accademico 1996-97, Massimo Bergamasco svolge il corso
semestrale di "Arnbienti Virtuali" presso la Facolta di lnformatica dell'universita di Pisa ed
e Presidente della relativa Commissione d'esarne.
E' inoltre rnembro del Consiglio dei Corsi di Studio in lnformatica.
.
Corsi presso altre Universita ed lstituzioni italiane
Corso di Meccanica dei Robot presso la Facolta di Architettura del Politecnico di Milano,
Corso di laurea in Disegno lndustriale (A.A. 1998-99).
Corso di Meccanica dei Robot presso il Consorzio QUALITAL (Aprile-Maggio 1998).
Corso su "lnterfacce Aptiche ed Ambienti Virtuali" presso I'lnteractive Design Institute di
Ivrea, lvrea (Edizione 2001 e 2002).
Massimo Bergamasco e responsabile di 2 moduli di insegnamento il Dottorato di Ricerca
"Tecnologie e Management dei Beni Culturali"presso I'IMT Alti Studi di Lucca.
Seminari e didattica presso altre Universita italiane ed
estere
o
Department of Mechanical Engineering, California Institute, of Technology,
CA, USA: seminario dal titolo: "Shape memory Alloys Actuators" (Marzo
1989)
o
Department of Ophtalmology, University of California Berkeley, CA, USA:
serninario dal titolo:"Shape memory Alloys Actuators" (Marzo 1989)
Massimo Bergamasco
Curriculum dell'attivita scientifica e didattica
o
Tsukuba University, Japan: seminario dal titolo:"Nets of Tendons and
Actuators" (Marzo 1992)
Department of Microsystem Engineering, Nagoya University, Nagoya, Japan:
seminario dal tito1o:"The GLAD-IN-ART Project" (Marzo 1992)
Mechanical Engineering Laboratory, MITI, Tsukuba, Japan: seminario dal
titolo:"Design Considerations for Anthropomorphic Robot Hands" (Marzo
1992)
Computer Graphics Department, Swiss Federal Institute of Technology,
Lausanne, Switzerland: corso dal titolo: "Haptics lnterfaces for Virtual
Environments" (Giugno 1996)
Seminario sul tema "Haptic Interfaces" presso I'University College of London,
Computer Graphics Department (Giugno 1998).
Docenza nelllAdvanced Marketing Course, organiuato dalla PHILIP
MORRIS CS Inc., Volterra (19 - 24 ottobre 1998)
Seminari sul tema "Virtual Environments" e "Haptic Interfacesnpresso I'Ecole
Polytechnique Federale de Lausanne (Aprile 1998)
Docenza nell'ambito del Modulo di Editoria Digitale del Master in gestione e
comunicazione dei beni culturali della Scuola Normale Superiore di Pisa,
Cortona (Marzo 1999)
Seminario su "lnterfacce aptiche", nell'ambito del convegno ELIREL, Pisa (24
Settembre 1999)
Docenza nell'ambito dkl Modulo Artistic0 del Master in gestione e
comunicazione dei beni culturali della Scuola Normale Superiore di Pisa,
Cortona (Aprile 2000)
Attivita di docenza svolta nell'ambito dell'unita didattica "L'Uomo e I'interfaccia" del
Master in New Media e Comunicazione presso il Dipartimento MlFAV
dell'universita di Roma "Tor Vergata" (Gennaio 2001 )
Seminario dal titolo "Robotica avanzata per applicazioni mediche" tenuto presso il
Dipartimento di lngegneria dell'lnnovazione dell'universita di Lecce (Gennaio 2002)
Seminario su "Haptic lnterfaces and Cultural Heritage" presso I'Ecole
Polytechnique Federale de Lausanne (Giugno 2002)
Ciclo di lezioni su "Ambienti Virtuali per i beni culturalin per il Master di
Management dei Beni Culturali presso il MART di Rovereto (Trento) (Aprile,
2004)
Tesi di Perfezionamento e Dottorato
lblassimo Bergamasco ha seguito la preparazione di tesi di perfezionamento presso la
Scuola Superiore Sant'Anna in qualita di coordinatore del Collegio dei Docenti e di
Dottorato presso Universita straniere. In particolare Massimo Bergamasco e stato relatore
di 23 tesi di perfezionamento e dottorato, ed attualmente sta seguendo i lavori di tesi di
10 allievi perfetionandi presso la Scuola Superiore Sant'Anna.
Massimo Bergamasco
Curriculum dell'attivita scientifica e didattica
Tesi di Laurea
Massimo Bergamasco ha seguito la preparazione di numerose tesi di laurea, per le
Facolta di lngegneria e di Scienze dell'lnformazione dell'universita di Pisa.
In particolare, Massimo Bergamasco e stato relatore delle seguenti tesi di laurea:
-
-
47 tesi nel corso di laurea di lngegneria Meccanica
44 tesi nel corso di Laurea in lnformatica
10 tesi nel corso di Laurea in lqgegneria lnformatica
2 tesi nel corso di Laurea di Primo Livello in lngegneria Meccanica
2 tesi nel corso di Laurea in lngegneria Aeronautica
2 tesi nel corso di Laurea in lngegneria elettronica
2 tesi nel corso di Laurea in Filosofia
1 tesi nel corso di Laurea Specialistica in lngegneria Meccanica.
Partecipazione a Commissioni di carattere didattico
- Membro effettivo alle Comrnissioni di esami di corsi interni per allievi ordinari della
Scuola Superiore Sant'Anna.
-
-
Membro effettivo e supplente delle Commissioni giudicatrici per gli esami di
ammissione ai corsi ordinari della Scuola Superiore Sant'Anna.
Membro effettivo e supplente delle Commissioni giudicatrici per gli esami di
ammissione ai corsi di perfezionamento della Scuola Superiore Sant'Anna.
-
Membro effettivo e supplente alle Commissioni di esami finali di perfezionamento
della Scuola Superiore Sant'Anna.
-
Membro del Consiglio dei Corsi di Perfezionamento della Scuola Superiore
Sant'Anna.
-
Membro della Commissione per la riforma dell'ordinamento didattico della Scuola
Superiore Sant'Anna.
-
Membro della commissione incaricata di studiare I'adeguamento
dell'organiuazione didattica della Scuola Sant'Anna alla luce della riforma in
materia di dottorato di ricerca varata dal Minister0 (I
999).
-
Membro del Consiglio di Corso di Laurea in lngegneria Meccanica presso la
Facolta di lngegneria della Universita di Pisa.
-
Membro del Collegio dei docenti del Dottorato di ricerca in Tecnologie e
Management dei beni culturali presso I'IMT di Lucca.;
-
Membro del Consiglio di Dottorato di ricerca in Morfologia e Funzione normale e
patologica di cellule e tessuti, presso il Dipartimento di Morfologia Umana e
Biologia Applicata della Facolta di Medicina e Chirurgia dell'universita di Pisa.
Massimo Bergamasco
Curriculum dell'attivita scientifica e didattica
Attivita istituzionale
Massimo Bergamasco e fondatore e Responsabile del laboratorio di ricerca PERCRO del
settore di Ingegneria, cui afferiscono attualmente 45 persone tra ricercatori, perfezionandi,
assegnisti di ricerca, collaboratori alla ricerca, addetti all'area management e laureandi.
Nell'ambito dell'attivita istituzionale svolta da Massimo Bergamasco alla Scuola San'Anna
sono da menzionare in particolare le attivita indicate nei paragrafi che seguono.
Nel periodo Novembre 1991 - Febbraio 1995, Massimo Bergamasco ha ricoperto la
carica di rappresentante dei ricercatori della Scuola. Durante tale periodo e stato membro
del Consiglio Direttivo della Scuola ed ha partecipato alle riunioni della Comrnissione
Bilancio della Scuola.
Nell'anno 1999 e stato nominato membro delle seguenti commissioni della Scuola
Superiore Sant'Anna:
o Commissione Ricerche;
o Commissione Brevetti;
Massimo Bergamasco e stato delegato del Direttore della Scuola Superiore Sant'Anna
quale:
o membro del Comitato Scientific0 del Consorzio Qualital;
o
membro del Consiglio dBAmministrazione del Consortium
Tyrrhenum
t
Attualmente ricopre, come rappresentante della Scuola, le seguenti cariche:
o
o
membro della Commissione CRUl dei delegati rettorali per i
musei, gli archivi e i centri per le collezioni universitarie di
interesse storico-scientific0
membro del Consiglio di Amministrazione del Consorzio Qualital
Massimo Bergamasco e stato responsabile per la Scuola della Commissione delegata
alla definizione dello sfruttamento dei risultati della ricerca nell'ambito della convenzione
tra Scuola e Finmeccanica S.p.A.
Massimo Bergamasco e altresi nominato responsabile scientific0 della Scuola nell'ambito
delle seguenti convenzioni:
o
Convenzione Quadro di Cooperazione Scientifica e Tecnologica
tra la Scuola Superiore Sant'Anna e le aziende A.Celli SpA e
Lucense S.C.p.A. (attivata nel settembre 2001) che prevede la
collaborazione per lo svolgimento di attivita di ricerca, di
consulenza scientifico-tecnologica, di didattica e formazione di
rilevante interesse per tutti i contraenti nell'ambito di tecnologie
innovative applicabili all'industria.
o
Convenzione tra Scuola Superiore Sant'Anna, Scuola Normale
Superiore ed Opera della Primaziale Pisana (attivata nel maggio
2001) relativa alla collaborazione in atto per la realizzazione di
attivita atte allo studio e alla valorizzazione del complesso
monumentale di Piazza del Duomo.
Massimo Bergamasco
Curriculum dell'attivita scientifica e didattica
o
Convenzione tra Scuola Superiore Sant'Anna e Finmeccanica Oto Melara.
Dal gennaio 2004 al Febbraio 2005 Massimo Bergamasco ha fatto parte dello Steering
Committee dell'lnteraction Design Institute di Ivrea. In tale veste egli ha svolto attivita di
supervisione delle varie componenti didattiche e di progetto dell'lstituto ed ha inoltre
contribuito alla definizione della nuova visione dell'lnteraction Design.
Massimo Bergamasco
Curriculum dell'attivita scientifica e didattica
Attivita con Unione Europea
L'attivita professionale di Massimo Bergamasco con I'Unione Europea ha riguardato sia la
partecipazione ai Gruppi di Lavoro per la definizione dei Contenuti Tecnici in alcuni
Programmi di Ricerca e Sviluppo, sia I'incarico di valutatore di proposte di R&D, che di
revisorelesperto di alcuni progetti comunitari.
Partecipazione a Commissioni
Massimo Bergamasco ha partecipato, nel Novembre 1991, alla fase di definizione del
Programma di Lavoro per la linea "Restoration and Enhancement of Motor Functions" del
Programma TIDE.
A partire dal marzo 1994, Massimo Bergamasco ha partecipato alle riunioni di un ristretto
Panel di esperti nominati dalla Commissione della Unione Europea per la definizione dei
contenuti relativi ad Ambienti Virtuali nel Programma di Lavoro del Programma DELTA.
Massimo Bergamasco ha partecipato come esperto alla definizione del bando EU sul
tema "Experimental School Environmentsn.
Massimo Bergamasco e stato invitato alla definizione del Programma relativo all'area
"Simulation, Visualization, Interaction e Mixed Realities" del 7" Programma Quadro della
EU.
Valutatore nell'ambito dei Programmi UE
Dal 1993 ad oggi, Massimo Bergamasco 6 stato valutatore delle proposte ESPRIT Basic
Research, ESPRIT Long Term Research del Programma ESPRIT, IST e FET.
e
Nel period0 ~ovembre1998 - presente, stato inoltre revisore dei seguenti progetti
europei:
IST-1999-12581 JUST (JUST-in-time health emergency interventions - Training
of non-professionals by Virtual Reality and advanced IT tools)
IST-2001-33235 H-CAD (Home Care Activity Desk)
Progetto HORIZON - Cod. Naz. 0492lE2lHlM - "Creazione di un centro studi
Disabilita Motoria e Lavoro e di Equipe Territoriali per la consulenza di aziende,
enti e disabili motori" (Gennaio-Giugno 1999)
Esprit Project 28957-SHE (Interactive Training Simulator of Hydraulic Excavators)
IST-1999-10762-ROBOVOLC(Robot for Volcano Exploration)
IST-1999-11976- ROBOSENSE (Robotic Delivery of Sensors in a Seismic Risk
Assessment Framework)
IST-FP6-507382 NoE EPOCH (Excellence in Processing Open Cultural
Heritage).
Massimo Bergamasco
Curriculum dell'attivita scientifica e didattica
Elenco delle Pubblicazioni
PI.
Dario P., Bergamasco M., Fiorillo A., Di Leonardo R.: "Geometrical
optimization and design criteria for tactile sensing patterns", Proc. of
IEEE lnternational Conference on Robotics and Automation, San
Francisco, CA, USA, pp. 1268-1273, April 7-10, 1986.
Bergamasco M., Dario P., Di Leonardo R., Fiorillo A., Pinotti P.C.
"Pseudo-visual array sensor for the identification of object position and
orientation", Proc. of IASTED lnternational Symposium on Identification
and Pattern Recognition, Toulouse, France, June 19-20, 1986.
P3.
Bergamasco M., Dario P.: "A tactile system for advanced hand
prostheses", 6th World Congress of I.S.A.O. and 14th Congress of
E.S.A.O., Munich, Germany, September 6-9, 1987.
P4.
Dario P., Bergamasco M., Femi D., Fiorillo A., Vaccarelli A.: Tactile
perception in unstructured environments: a case study for rehabilitative
robotics applications", 1987 IEEE Conference on Robotics and
Automation, pp. 2047-2054, Raleigh, NC, USA, March 31-April 3, 1987.
Bergamasco M., Fiorillo A., Dario P.,: "Image processing and object
recognition for gripper-mounted tactile sensing arrays", Proc. of 10th
IASTED lnternational Symposium on Robotics and Automation, pp.4852, Lugano, Switzerland, June 29-July 2, 1987.
Vaccarelli A., Bergamasco M., Fiorillo A., "Spatial Filtering of Tactile
Images by Discrete Fourier Transform Analysis," Proc. of 10th IASTED
lnternational Symposium on Robotics and Automation, pp.48-52,
Lugano, Switzerland, June 29-July 2, 1987.
Dario P., Bergamasco M., Bernardi L., Bicchi A.: "A shape memory
alloys actuating module for fine manipulation", Proc. of IEEE Workshop
on Microrobots and Teleoperators, Hyannis, MA, USA, November 8-11,
1987.
Starita A., Battaglini A., Bergamasco M., Dario P.: "A sensorized
platform-based, computerized system for posture rehabilitation", Proc.
of IEEEIEMB S 9th Conference, pp. 1779-1780, Boston, MA, USA,
November 13-16, 1987.
Dario P., Bergamasco M., Sabatini A., Vaccarelli A.: "A robot system for
diagnostic tasks", Proc. of IEEEIEMBS 9th Conf., pp.1087-1088,
Boston, MA, USA, November 13-16,1987.
Massimo Bergamasco
Curriculum dell'attivita scientifica e didattica
41
Dario P., Bergamasco M., Fiorillo A.: "Force and tactile sensing for
robots", in "Sensors and Sensory Systems for Advanced Robots",
NATO AS1 Series, vol. F43, P. Dario ed., Springer-Verlag, Heidelberg,
pp. 153-185, 1988.
Fiorillo A.S., Dario P., Bergamasco M.: "A Sensorized Robot Gripper",
Robotics, Vol. 4, No. 1, pp. 49-55, March 1988.
Dario P., Bergamasco M.: "An Advanced Robot System for Automated
Diagnostic Tasks through Palpation", IEEE Transactions on Biomedical
Engineering, Vol. 35, No.2, pp.118-126, February 1988.
Bicchi A., Bergamasco M., Dario P., Fiorillo A.: "Integrated tactile
sensing for gripper fingers", Proc. of 7th International Conference on
Robot Vision and Sensory Control, pp. 339-394, Zurich, Switzerland,
Feb. 2-4, 1988.
Bergamasco M., Dario P., Salsedo F.: "Studio di attuatori a metalli a
memoria di forma per organi di presa robotici", Proc. of SIR1 4th
National Conference, Milan, Italy, March 21-23, 1988.
Dario P., Bergamasco M., Sabatini A.: "Sensing body structures by an
advanced robot system", 1988 IEEE Conference on Robotics and
Automation, Philadelphia, USA, pp. 1758-1763, April 24-29, 1988.
Dario P, Bergamasco M., Sabatini A., Buttazzo G.: "Investigating
artificial tactile sensing for advanced medical robot systems", Proc. of
1st IARP International Workshop on Robotic Applications in Medical
and Health Care, Ottawa, Canada, pp. 231-239, June 1988.
Bergamasco M., Dario P., "Sensori ed Attuatori per la Robotica," Proc.
Informaticst88, Nuove Frontiere per la Robotica, Padova, Italy, June 17,
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Starita A., Dario P, Bergamasco M., Fiorillo A.: "Analysis of
pedobarograms obtained by a computerized platform", World Congress
on Medical Physics and Biomedical Engineering, San Antonio, Texas,
USA, August 6-12, 1988.
Dario P., Starita A., Bergamasco M., Francesconi R.: "Piezoelectric
polymer-based platform system for the measurement of foot-ground
pressure distribution", Clinical Applications on Biomechanics, Salford,
U.K., September 7-9, 1988.
Bergamasco M., Dario P.: "Sensori ed attuatori avanzati per la
robotica", Proc. of the Intern. SIR1 Conference on "Sensors in Robotics
and Automation", pp. 1-30, Milan, October 1988.
Fiori.110 A.S., Dario P., Bergamasco M., "Studio di un Sensore Tattile per
Pinze Robotiche," Proc. XXXll Convegno Nazionale Annuale Anipla,
Tecnopolis, Valenzano, Italy, 3-7 October, 1988.
Massimo Bergamasco
Curriculum dell'attivita scientifica e didattica
Dario P., Bergamasco M., Sabatini A.: "A robot workstation for
diagnosis and physical therapy, Proc. of IEEE/IROS '88, Tokyo, Japan,
pp. 67-72, October 31-November 2, 1988.
Dario P., Bergamasco M., Sabatini A., Bicchi A., Buttazzo G.:
"Advanced rehabilitative robots", Proc. Int. Symposium and Exposition
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Starita A., Dario P., Bergamasco M., Fiorillo A., Perfetti C., "Clinical
Evaluation of Rehabilitattive Procedures by 1024-Sensing Elements
Platform,"Proc. IEEE EMBS 10th Annual Conference, Neew Orleans,
LA, USA, November 3-7, 1988.
Bergamasco M., Salsedo F., Dario P.: "Shape Memory Alloy
Micromotors for Direct-drive Actuation of Dexterous Artificial Hands",
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Dario P., Bergamasco M., Salsedo F.: "Shape memory alloy actuators
for robotic end-effectors", in K. Waldron (Ed.) "Advanced Robotics", pp.
234-243, SpringerVerlag, 1989.
Andrenucci M., Bergamasco M., Dario P.: "Sensor-based fine
telemanipulation for space robotics", Proc. of NASA Conf. on Space
Telerobotics, Pasadena, CA, USA, January 31-February 2, 1989.
Fiorillo AS., Dario P., Bergamasco M.: "Studio di un sensore tattile per
pinze robotiche", in Automazione e Strumentazione, pp. 159-163, Aprile
1989.
Bergamasco M., Salsedo F., Dario P.: "A linear SMA Motor as directdrive robotic actuator", IEEE Int. Conf. on Robotics and Automation, pp.
618-623, Scottsdale, AZ, USA, May 14-19, 1989.
Dario P., Bergamasco M., "A Linear Shape Memory Alloy Motor as
Direct-Drive Robotic Actuator," Proc. of Office of Naval Research
Workshop on Dexterous Manipulation and Teleoperation, Oxford, UK,
August 1989.
De Micheli D.M., Bergamasco M., "Characterization of a Hall Sensorbased Angular Transducer," ARTS Lab Internal Report, 89-03, 1989.
Buttazzo G., Bergamasco M., Bicchi A., Dario P.: "A robot workstation
for autonomous assemblying", Proc. of 8th International Conference on
Robot Vision & Sensory Control, pp. 53-64, Stuttgart, Germany, May 3031, 1989.
Bergamasco M., Dario P., Salsedo F., "Shape Memory Alloy
Microactuators," Proc. of 5th International Conference on Solid-State
Sensors and Actuators and Eurosensors Ill, Montreux, Switzerland, 2530 June, 1989.
Massimo Bergamasco
Curriculum dell'attivita scientifica e didattica
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Bergamasco M., Dario P., Sabatini A.M.: "Advanced interfaces for
teleoperated service robots", Proc. of 1st IARP Workshop on Domestic
Robots & 2nd Workshop on Medical & Health Care Robots, pp. 209212, Newcastle-Upon-Tyne, UK, 5-7 Sept. 1989.
Andrenucci M., Bergamasco M., Dario P., Sandini G.: "Flexible test bed
for space telepresence and telemanipulation research", Proc. of ESA
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Sabatini A.M., Dario P., Bergamasco M.: "Interpretation of mechanical
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M. Bergamasco, P.Dario, F. Salsedo: "Shape Memory Alloy
Microactuators", in Sensors and Actuators, A21-A23, pp. 253-257,
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Dario P., Bergamasco M., Bicchi A., Fiorillo A.: "Multiple sensing for
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Heidelberg.
Massimo Bergamasco
Curriculum dell'attivita scientifica e didattica
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Dario P., Bergamasco M., Sabatini A., "Advanced Interfaces for
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Barbieri L., Bergamasco M., "Nets of Tendons and Actuators: an
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Bergamasco M.: "Teleoperazione e Realta Virtuale", Proc. Conferenza
sul Multimediale, UMBRlAFlCTlON '92, Terni, Italy, April 1992.
Montesi M. C., Valleggi R., Trivella M.G., Bergamasco M., Salsedo F.
Dario P., "Shape memory alloy intravascular endoprosthetic stents:
Design and in vitro tests", Proc. of VI Mediterranean Conference on
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l
Biological Engineering MEDICON'92, Capri, Italy, July
1992.
Massimo Bergamasco
Curriculum dell'attivita scientifica e didattica
M. Bergamasco, "Design of Hand Force Feedback Systems for Glovelike Advanced Interfaces", Proceedings of IEEE lnternational Workshop
on Robot and Human Communication ROMAN '92, pp. 286-293, Hosei
University, Tokyo, Japan, September 1992.
Dario P., Valleggi R., Montesi M. C., Salsedo F., Bergamasco M.:
"Flexible active structures incorporating embedded SMA actuators",
Proc. of IFToMM lnternational Symposium on Theory of Machines and
Mechanisms, Nagoya, Japan, September 1992
Valleggi R., Pardini M., Dario P., Montesi M.C., Salsedo, Bergamasco
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Bergamasco M., Salsedo F., Dario P., "Shape Memory Alloys Linear
Actuators for Tendon-based Biomorphic Actuating Systems," in Robots
and Biological Systems: Towards a New Bionics?, NATO AS1 Series,
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II sottoscritto Prof. Massirno Bergarnasco, dichiara sotto la propria responsabilita che tutto
quanto dichiarato corrisponde a verita ai sensi delle norme in rnateria di dichiarazioni
sostitutive di cui agli artt.46 e seguenti del D.P.R.44512000.
In fede,
Pisa, 10 Giugno 2005
Prof. Massimo Bergamasco
%un;ulo
Massirno Bergamasco
Curriculum dell'attivita scientifica e didattica
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