POLITECNICO DI MILANO Facoltà di Ingegneria Corso di Laurea in Ingegneria Informatica STUDIO E REALIZZAZIONE DI UN BRACCIO ROBOTICO ANTROPOMORFO E SOLUZIONE DELLA CINEMATICA INVERSA MEDIANTE RETE NEURALE Relatore: Prof.ssa Giuseppina GINI Correlatore: Dott. Ing. Michele FOLGHERAITER Fortunato MARZAGALLI Claudio Sergio MATTIONI Anno Accademico 2002 – 2003 Gli Obiettivi Modello Progettazione Costruzione Rete neurale Progettazione Training Applicazione Real time Gli Obiettivi Modello Progettazione Costruzione Rete neurale Progettazione Training Applicazione Real time Progettazione Antropomorfismo Progettazione Antropomorfismo Numero attuatori Progettazione Antropomorfismo Numero attuatori Spazio di lavoro Gli Obiettivi Modello Progettazione Costruzione Rete neurale Progettazione Training Interfacciamento Real time Costruzione Spalla Costruzione Spalla Sistema sensoriale Costruzione Spalla Sistema sensoriale Sistema valvolare Gli Obiettivi Modello Progettazione Costruzione Rete neurale Progettazione Training Applicazione Real time La Progettazione Velocità di elaborazione Precisione dei risultati Adattabilità Flessibilità Reti Neurali: perché Imitano funzionamento cervello biologico Garantiscono velocità ed adattabilità Approssimano funzioni matematiche anche complesse Strumenti Utilizzati Matlab 6.5 R13 NNTool Neural Network functions Simulink Neural Network blockset xPC Target Hardware e software Airlab Soluzioni Progettuali Architettura rete neurale Feed-forward 3 strati e 47 neuroni Soluzione ottimale ottenuta sperimentalmente Gli Obiettivi Modello Progettazione Costruzione Rete neurale Progettazione Training Applicazione Real time Fase Di Training Generazione dati di training Campionamento 3D uniforme Normalizzazione Addestramento rete neurale Algoritmo back-propagation 1000 epoche Soluzioni Progettuali Funzione Matlab per cinematica inversa Input coordinate x,y,z rete neurale Output lunghezze 7 muscoli Gli Obiettivi Modello Progettazione Costruzione Rete neurale Progettazione Training Applicazione Real time Applicazione Real time Modello Simulink Schema a blocchi rete neurale Interfacciamento xPC Target Scheda elettronica Problemi Robot non ultimato Conclusioni Il Braccio Robotico La Rete Neurale Obiettivi raggiunti Struttura Spazio di lavoro Sistema sensoriale Movimento Sviluppi Futuri Cinematica inversa modello Sistema valvolare Dati training Conclusioni Il Braccio Robotico La Rete Neurale Obiettivi raggiunti Pro Velocità Approssimazione Adattabilità Contro Valori di confine 10 ore per generare dati training 16 ore per allenare la rete Sviluppi Futuri Applicazione real-time Nuovo training rete neurale Architettura rete neurale