Salta al contenuto principale della pagina

EXPERIMENTAL ROBOTICS LABORATORY

CODICE 106723
ANNO ACCADEMICO 2022/2023
CFU
  • 4 cfu al 2° anno di 10635 ROBOTICS ENGINEERING (LM-32) - GENOVA
  • SETTORE SCIENTIFICO DISCIPLINARE ING-INF/05
    SEDE
  • GENOVA
  • PERIODO 1° Semestre
    MATERIALE DIDATTICO AULAWEB

    PRESENTAZIONE

    L'aspetto sperimentale è fondamentale in una disciplina come la robotica, nella quale varie competenze teoriche (controlli automatici, computer vision, architetture software, programmazione real-time,...) si fondono in sistemi concreti e piattaforme meccatroniche. Il corso ambisce a fornire agli studenti una metodologia per compiere questo passaggio, e colmare il gap tra la teoria e l'implementazione pratica, tramite lezioni frontali, esercitazioni e progetti. Nello specifico, il corso fornirà gli elementi base per implementare delle simulazioni robotiche, comprendendo aspetti legati alle architetture software, computer vision, localizzazione autonoma e pianificazione del movimento. 

    OBIETTIVI E CONTENUTI

    OBIETTIVI FORMATIVI

    The course's aim is to put into action the theoretical knowledge acquired in other courses, providing some robotic setups for specific implementations. The course will also include methodological information on experiments design and validation of results.

    OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

    La frequenza e la partecipazione attiva alle attività formative proposte (lezioni frontali e attività in laboratorio), lo studio individuale e la realizzazione di progetti di gruppo consentiranno allo studente di:

    - conoscere e saper utilizzare framework software per la robotica;

    - progettare un'architettura software modulare e funzionale per un robot mobile;

    - integrare ontologie per la codifica di informazioni in una architettura software robotica;

    - implementare una simulazione robotica, utilizzando strumenti software come Gazebo e CoppeliaSim;

    - creare nuovi modelli robotici e plugin di controllo in simulazione, avendo così controllo completo sull'ambiente simulativo;

    - utilizzare framework per la pianificazione delle azioni in robotica;

    - conoscere, modificare e utilizzare algoritmi per la navigazione di robot mobili in ambienti non strutturati;

    - implementare semplici controllori per manipolatori in ambiente simulativo.

    PREREQUISITI

    Essendo l'obiettivo principale del corso quello di mettere in pratica aspetti teorici appresi in altre discipline, le seguenti conoscenze sono necesserie per affrontare il corso in maniera ottimale:

    - architetture software per robotica;

    - ROS (Robot Operating System);

    - programmazione (C++, python).

    MODALITA' DIDATTICHE

    L'insegnamento consiste in lezioni frontali e esercitazioni.

    Durante le lezioni frontali, verranno forniti diversi esempi relative alle implementazioni software oggetto del corso.

    Gli esercizi in classe verranno realizzati in maniera individuale, o a gruppi.

    PROGRAMMA/CONTENUTO

    Il programma del corso prevede la presentazione e discussione dei seguenti argomenti:

    - Fondamenti di ROS e Docker;

    - Design di architetture software;

    - Rappresentazione della conoscenza;

    - Simulazioni con ROS, Gazebo e VRep:

    - Modelli robotici con ROS e Gazebo: URDF e XACRO;

    - OpenCV e ROS;

    -ROSPlan;

    - Simulazioni di manipolatori;

    - Pianificazione del movimento e localizzazione di robot mobili.

    Un'immagine Docker, con un'installazione ROS/ROS2 completa e alcune librerie verrà fornita all'inizio del corso.

    TESTI/BIBLIOGRAFIA

    Tutte le slides utilizzate durante le lezioni e altro materiale didattico saranno disponibili su aulaweb. In generale, gli appunti presi durante le lezioni e il materiale su Aulaweb saranno sufficienti per il corso.

    DOCENTI E COMMISSIONI

    LEZIONI

    Orari delle lezioni

    L'orario di tutti gli insegnamenti è consultabile su EasyAcademy.

    ESAMI

    MODALITA' D'ESAME

    Durante il corso, gli studenti dovranno svolgere due assignment intermedi, riferiti ai contenuti del corso.
    L'esame finale consisterà invece in una prova scritta, che comprende anche alcune esercitazioni pratiche.
    La valutazione finale sarà composta dalla valutazione degli assignment intermedi (30%), e dalla valutazione della prova scritta/pratica finale (70%).

    MODALITA' DI ACCERTAMENTO

    La prova finale e l'implementazione dei progetti si prefiggono di accertare i seguenti aspetti della preparazione dello studente:

    - Conoscenze acquisite circa l'implementazione di simulazioni robotiche.

    - Capacità di applicare metodologie corrette per la soluzione pratica di problemi teorici.

    - Capacità di implementare architetture software adatte alla soluzione di problemi in ambito robotico.

    Calendario appelli

    Data Ora Luogo Tipologia Note