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PROGRAMMA DI RICERCA 2005

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Unità di Ricerca
Programmi di ricerca simili:
Classificazione scientifico-disciplinare
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Classificazione geografica
Bibliografia
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Parole Chiave
ROBOTICA; MECCATRONICA; MINI-MECCANICA; ASSEMBLAGGIO; ATTUAZIONE; MACCHINE A CINEMATICA PARALLELA; TELEOPERAZIONE; ROBOTICA MOBILE; AUTOMAZIONE

Sistemi mini-robotici per applicazioni tecnologiche avanzate

Università Politecnica delle Marche
Abstract
La comunità internazionale sta recentemente richiedendo ai ricercatori di indirizzare le loro attività in campi nuovi e di frontiera, finalizzando i loro sforzi a risultati che consentano di portare la scienza e la tecnologia vicini alla società civile, in modo da interpretarne i bisogni e le aspettative. I documenti di indirizzo a questo riguardo pongono una grande attenzione ai temi delle micro- o nano-tecnologie e nel documento conclusivo presentato alla CRUI nel dicembre 2004 dal Panel di Esperti incaricati di delineare le priorità del 7° PQ viene esplicitamente menzionata la mini- o micro-robotica come tema cardine per i prossimi anni.

Anche partendo dalle aspettative e dalle esigenze del mondo industriale, si nota un crescente interesse per la miniaturizzazione dei sistemi; infatti negli ultimi anni la richiesta di stazioni produttive ultra-precise è cresciuta rapidamente:la rivoluzione nei sistemi MEMS e nel campo delle tecnologie della comunicazione ha portato alla necessità di assemblare una varietà di piccoli oggetti con precisioni dell'ordine dei micro- o nano-metri. Spesso i prodotti in molte industrie del settore elettronico, biomedicale, meccanico, ecc. sono già evoluti al di là delle capacità umane di manipolarli: pertanto, la possibilità di sviluppare e costruire mini-prodotti dipende principalmente dalla capacità di saper realizzare strumenti di automazione per la loro produzione.

Questo trend è particolarmente importante per >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca
Massimo CALLEGARI Università Politecnica delle MARCHE
Obiettivo del Programma di Ricerca
La maggior parte degli sviluppi della robotica industriale negli ultimi 40 anni si è concentrata sull'automazione di compiti pesanti, ingombranti o pericolosi, che risultavano di difficile esecuzione per l'uomo. Nel precedente sommario (§1.3) è già stato notato come stia attualmente emergendo un nuovo settore della robotica, che richiede capacità manipolative ad una mini-, micro- o addirittura nano-scala, per una nuova classe di compiti che sono difficili o addirittura impossibili per l'uomo. Queste applicazioni emergenti richiedono nuovi processi, nuovi progetti per i robot ed elevate capacità di attuazione e sensorizzazione per la costruzione di nuove generazioni di prodotti che vanno al di là della scala umana.
D'altra parte, se Handelsblatt sostiene che "... the step from micro-technology to nano-technology requires more than a reduction of size by a factor of a thousand: if you want to move precisely in the nano-world, you don't succeed by perfecting proven techniques" lo stesso si può dire per il passaggio dalla robotica convenzionale (che potremmo definire "macro") alla mini- o micro- robotica, che sarà meglio definita in seguito. Molte delle tecniche e dei prodotti utilizzati per questi mini-, micro- o nano- domini sono più vicine alle tecniche sviluppate per l'industria dei semiconduttori che a quelle sviluppate dall'industria della robotica industriale.

Queste considerazioni chiariscono un primo obiettivo del programma di ricerca, che potremmo >>>

Durata
24 mesi
Base di partenza scientifica nazionale o internazionale
I microrobot ed i microsistemi applicati al settore della robotica trovano diverse applicazioni a partire dall'ambito biomedicale fino a quello spaziale il cui denominatore comune è offrire all'uomo la possibilità di operare in ambienti preclusi alle proprie mani, o perché troppo piccoli, o perché pericolosi per la sua vita. Ciò esclude l'uso di automazione dedicata, perché non è pensabile che l'operatore intervenga materialmente sul robot ad ogni cambiamento delle condizioni operative.
Quindi la mini-robotica si deve molto frequentemente confrontare con ambienti poco strutturati, perché inaccessibili a un operatore umano esterno se non attraverso i sensori installati a bordo del robot medesimo, come nel caso delle tecniche chirurgiche mini-invasive, che hanno portato dei vantaggi notevoli rispetto alle tecniche operatorie tradizionali [YoJ93], [DCS98]: l'introduzione di mini strumenti chirurgici nel corpo del paziente minimizza infatti i traumi a carico dei tessuti sani con conseguente riduzione dei tempi di ospedalizzazione e del rischio di complicazioni post-operatorie [SCB04].
Un tema per certi versi analogo si è proposto recentemente, da quando la miniaturizzazione delle apparecchiature per la lavorazione di micro-componenti, si è concretizzata in numerosi esempi di celle di lavoro sufficientemente piccole da stare su una scrivania, spesso sigillate per ridurre drasticamente l'uso di agenti chimici potenzialmente nocivi e comunque costosi, e i costi di >>>