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1. Introduzione alla Robotica

1. Introduzione alla Robotica e al Controllo intelligente

 

Con Robotica si intende la scienza in grado di spiegare e sviluppare i metodi che permettono ad un robot (anche detto manipolatore) di compiere azioni simili a quelle di un essere umano. Essendo una disciplina ingegneristica, più precisamente legata alla meccatronica, trova applicazioni in molteplici contesti, tra cui la Domotica, per lo sviluppo di robot in grado di dare aiuto in casa ai portatori di handicap, o la Robotica spaziale, in grado di mandare robot sonda fuori dall'atmosfera terrestre (es. il robot su Marte), o la Robotica biomedica, che sviluppa metodi per creare robots capaci di interagire ed assistere il chirurgo durante un'operazione.

Per Controllo intelligente si intendono tutte le tecniche di controllo utilizzate per verificare la stabilità del sistema come ad esempio metodologie "Soft computing" quali Reti neurali, Fuzzy logic, Algoritmi genetici ecc...

Un Robot è un manipolatore multifunzionale riprogrammabile progettato per spostare materiali, utensili, parti o dispositivi specializzati per mezzo di movimenti variabili atti a svolgere un determinato numero di compiti.

Fig. 1 - alcuni tipi di manipolatori

Fig. 1.1 - alcuni tipi di manipolatori

Nello specifico rappresenta un sistema caratterizzato da una connessione intelligente fra percezione e azione e potrà essere automatico o meno.

La capacità di percezione è affidata ad un sistema sensoriale in grado di acquisire informazioni, sullo stato interno (sensori propriocettivi) e sullo stato esterno (sensori eterocettivi).

La capacità di agire è data da un sistema meccanico dotato in generale di organi locomotivi (attuatori) per la mobilità del robot, organi prensili o di manipolazione per afferrare o spostare oggetti all'interno dello spazio operativo.

La capacità di connettere, in maniera intelligente, percezione e azione è data invece da un sistema di controllo (o di governo) in grado di comandare le azioni del robot in funzione dei vincoli fisici (corsa dei giunti, ostacoli dell'ambiente), tenendo conto delle informazioni percepiti dai sensori esterni.

Uno schema costitutivo molto semplice per identificare un robot è il seguente:

Fig. 1.2 - schema costitutivo di un robot

Fig. 1.2 - schema costitutivo di un robot

Si distinguono due diverse categorie di robot: industriali e avanzati.

  • I robot industriali sono manipolatori riprogrammabili utilizzati per svolgere operazioni ripetitive su oggetti in un determinato ambiente industriale. Hanno una struttura a catena aperta o a catena chiusa.
  • I robot avanzati sono sistemi autonomi in grado di svolgere complesse operazioni anche in ambienti ostili (spazio, sotto mare, in ambiente vulcanico, militare o nucleare).

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