Space and astronautical engineering - Ingegneria spaziale e astronautica

Il corso Sistemi Robotici Spaziali della Laurea Magistrale in Ingegneria Spaziale e Astronautica fornisce i principi fondamentali della cinematica, dinamica, e controllo di manipolatori e rovers. Il programma del corso in dettaglio è il seguente: 1. Introduzione ai Sistemi Robotici Spaziali 2. Ambiente spaziale e planetario ---- Manipolatori ---- 3. Introduzione ai manipolatori 4. Gradi di libertà e spazio di lavoro 5. Effettore finale (End Effector) del robot 6. Descrizione nello spazio di un corpo rigido 7. Sistemi di riferimento spaziali: rappresentazione di Denavit–Hartenberg (D-H) 8. Cinematica del Manipolatore I 9. Cinematica del Manipolatore II 10. Cinematica Inversa del Manipolatore 11. Jacobiani: velocità 12. Jacobiani: forze statiche 13. Dinamica del Manipolatore 14. Generazione delle traiettorie 15. Controllo lineare dei Manipolatori 16. Controllo non lineare dei Manipolatori 17. Applicazioni di Manipolatori nello spazio ---- Rovers ---- 18. Mobilità su superfici planetarie 19. Veicolo-suolo: pressione di contatto e trazione 20. Veicoli dotati di ruote e rovers I 21. Veicoli dotati di ruote e rovers II 22. Equazioni della dinamica di veicoli dotati di ruote 23. Prestazioni dei motori di veicoli dotati di ruote 24. Controllo e definizione della traiettoria 25. Guida ideale e articolata 26. Veicoli non dotati di ruote ---- Attuatori and Sensori ---- 27. Attuazione di robot spaziali 28. Attuatori 29. Sensori 30. Applicazioni di rovers per l'esplorazione spaziale

Corsi di base in Ingegneria Aeronautica e Spaziale, o in Artificial intelligence and Robotics.

Le dispense in formato presentazione sono fornite tramite Google Classroom e sono basate sui seguenti testi di riferimento. 1) per i manipolatori: Craig, J.J., 2009. Introduction to robotics: mechanics and control. Pearson Education Inc. Upper Saddle River, NJ. (https://www.pearson.com/us/higher-education/product/Craig-Introduction-to-Robotics-Mechanics-and-Control-3rd-Edition/9780201543612.html) 2) per i rover: Genta, G. (2011). Introduction to the mechanics of space robots (Vol. 26). Springer Science & Business Media. (https://www.springer.com/gp/book/9789400717954). 3) per le esercitazioni ed esercizi MATLAB : Corke, P., 2017. Robotics, vision and control: fundamental algorithms in MATLAB® second, completely revised (Vol. 118). Springer. Altri testi per approfondimenti sono: - Siciliano, B. and Khatib, O. eds., 2016. Springer handbook of robotics. Springer. - Xu, Yangsheng, and Takeo Kanade, eds. Space robotics: dynamics and control. Vol. 188. Springer Science & Business Media, 1992. (https://www.springer.com/de/book/9780792392651).

A causa dell'emergenza Covid 19 il corso si svolge in modalità mista (blended). Le lezioni si svolgeranno in aula mediante il metodo tradizionale di fronte ad un numero limitato di studenti e verranno condivise contemporaneamente online mediante sistemi di video conferenza (e.g., Zoom, GoogleMeet). Gli studenti che vorranno partecipare alle lezioni di persona dovranno seguire le direttive dell'Ateneo. Tutto il materiale verrà registrato e reso disponibile agli studenti mediante Google Classroom.

È consigliata la frequenza delle lezioni in presenza. Le registrazioni delle lezioni è fornita su Google classroom.

La modalità di valutazione del corso consiste in una prova orale di circa 1 ora di fronte alla commissione d'esame. La prova prevede: 1) una discussione delle esercitazioni sui manipolatori e sui rover proposte durante il corso; 2) una discussione generale riguardo gli argomenti principali del corso (e.g., cinematica e dinamica del manipolatore, mobilità su superficie). Le esercitazioni dovranno essere svolte durante il corso (senza una scadenza specifica), mediante lo sviluppo di algoritmi basati sulle tecniche trattate nel corso. Gli studenti presenteranno i risultati di tali esercitazioni esclusivamente durante la prova orale.

Il corso si svolge in presenza in aula. Le lezioni vengono registrate e rese disponibili online tramite piattaforme di videoconferenza (e.g., Zoom). Tutto il materiale didattico, incluse le registrazioni delle lezioni, sarà caricato e accessibile agli studenti tramite Google Classroom.