Applicazioni e tecnologie dei sistemi robotici intelligenti - 23 settembre 2004
La robotica terrestre
Sergio Taraglio
FUS-ROB, ENEA - C.R. Casaccia
[email protected]
1
Sommario
Cos’è un robot
Ambienti operativi: strutturati e non
Esempi di robot
Cosa si trova in giro per il mondo
Come funziona un robot
Applicazioni di visione per la robotica
terrestre
2
Cos’è un robot
Per costruire un robot occorrono le conoscenze e la
pratica di tante altre scienze, meccanica, informatica,
intelligenza artificiale, neuroscienze, psicologia, logica,
linguistica, matematica, biologia, fisiologia, e anche, più
indirettamente, filosofia, etica, arti espressive, design
In un certo senso, un robot è una piattaforma comune di
lavoro per esperimenti delle scienze della natura e della
scienze umane. In fondo, è una macchina sofisticata
dotata di intelligenza e costituisce pertanto il terreno
ideale di incontro fra le due culture, quella umanistica e
quella tecnico-scientifica.
(Scuola di Robotica – Genova)
3
Cos’è un robot
Robotica definita come scienza che studia la connessione intelligente
tra percezione e azione
Robotica industriale

progettazione, governo e applicazioni dei robot in ambito
industriale

tecnologia matura
Robotica avanzata

spiccate caratteristiche di autonomia

applicazioni in ambiente ostile (spaziale, sottomarino, nucleare,
militare, ...)

missioni di servizio (applicazioni domestiche, assistenza medica,
assistenza ai disabili, agricoltura, ...).

ancora in età infantile
(Siciliano – Lezioni di Robotica industriale)
Principale differenza: la “quantità” di “intelligenza” necessaria a bordo
4
Cos’è un robot
Riassumendo:
Robot è un termine abbastanza impreciso
(vago) o meglio è un concetto “generale”
La Robotica è una “scienza” interdisciplinare
Sistema elettro-meccanico che compie un lavoro
ripetitivo, pericoloso o che implichi una
precisione molto elevata
“Non so dire cosa sia un robot, ma certamente
so dire quando ne vedo uno” Joseph F. Engelberger,
President, Unimation Inc.
5
Robotica autonoma
E’ necessario un sistema più flessibile (intelligente), per
poter affrontare la variabilità dell’ambiente. Caso limite:
un ambiente completamente non strutturato, (la
superficie di Marte o gli ambienti sottomarini).
Definiamo intelligente un comportamento che permette di
eseguire con successo un determinato compito tenendo
conto della variabilità dei dati sensoriali.
Per ottenere l’autonomia è necessario elaborare una
enorme mole di dati sensoriali. Ciò deve essere fatto in
real-time.
6
Robotica terrestre
Una suddivisione possibile per la robotica
autonoma può essere fatta sulla base
dell’ambiente:





Terrestre
Marino
Aereo
Spaziale
… (Viaggio allucinante, I. Asimov)
7
Tassonomia robotica (?)
Un po’ di esempi
8
Un po’ di esempi
Robot industriale
9
Un po’ di esempi
PRASSI: robot di sorveglianza per esterni
RAS. Robot Antartico di Superficie
10
Un po’ di esempi
SARA
11
Un po’ di esempi
sequenziatore
LEGO
12
Un po’ di esempi
13
Un po’ di esempi
14
Un po’ di esempi
15
Cosa c’è in giro
Applicazioni militari

Space Naval Warfare System – S. Diego
16
Cosa c’è in giro

iRobot
17
Cosa c’è in giro
Carnegie Mellon
University
(Pittsburg, PA)
18
Cosa c’è in giro
M.I.T.(Boston, MA):

Pet robot
Sedia a rotelle
Rover marziano

Leg robots

Robot antropomorfo


19
Cosa c’è in giro
Kismet:
Questioni aperte (dal sito MIT):

Self identity

Theory of mind

Autobiographical memory

Recognition of self, other, and conspecifics

Social learning (especially imitation)

Intentionality

Emotion

Empathy

Personality

Friendship

Ethics

And that's all we have to say for the moment.
What, you were expecting ... answers?
20
Il robot terrestre quadratico medio
Un robot (autonomo) terrestre deve:





Misurare l’ambiente (sensoristica)
Farsi un’idea dell’ambiente (modellistica)
Decidere cosa e come fare (pianificazione)
Metterlo in pratica (attuazione)
Controllare lo stato del sistema (supervisione)
21
Sensoristica
22
Attuazione
Motori
Ruote, gambe, miste
Bracci meccanici
Controllo di segnali
Etc…
Wheeleg - Università di Catania
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Architetture di calcolo
La sensoristica a bordo è una delle
variabili che governano le architetture di
calcolo (HW e SW)
2 x TV su pan-tilt
GPS
12 US Polaroid
laser range finder
odometria
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Visione artificiale
111010010010010010010000100100100100111111011010010101
001011110010111011011011000101010010010010010010010010
100100100011111001001001001010010010010010100101001011
010010010010010010000100100100100111111011010010101001
011110010111011011011000101010010010010010010010010100
100100011111001001001001010010010010010100101001111010
010010010010010000100100100100111111011010010101001011
110010111011011011000101010010010010010010010010100100
100011111001001001001010010010010010100101001
25
Visione artificiale: estensioni del
concetto
Sensore omnidirezionale
26
Applicazioni di visione artificiale
alla robotica terrestre
Riconoscimento di
marker artificiali
27
Applicazioni di visione artificiale:
Navigazione autonoma in un corridoio
andata
Il punto di vista del robot
ritorno
Il punto di vista del robot
28
Applicazioni di visione artificiale:
navigazione autonoma in ambiente non
strutturato
Ingresso
Mappa disparitàMappa a terra
29
Robotica autonoma
RAS, Robot Antartico
di Superficie
30
Robotica autonoma
Progetti
PRASSI / TECSIS
31
Robotica terrestre autonoma
Scusate la “densità” di informazione…
… ci sono domande?
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