Bibliografia
[1] W.F. Carriker, P.K. Khosla, and B.H. Krogh,“Path planning for mobile manipulators for multiple task execution,” IEEE Trans. on Robotics and Automation, vol. 7, pp 403–408, 1991.
[2] F.G. Pin and J.C. Culioli, “Multicriteria position and configuration optimization for redundant platform/manipulator systems,” Proc. IEEE Work. on Intelligent Robots and Systems, pp. 103–107, 1990.
[3] F.G. Pin, K.A. Morgansen, F.A. Tulloc, C.J. Hacker, and K.B. Gower, “Motion planning for mobile manipulators with a nonholonomic constraint using the FSP (Full Space Parameterisation) method,” J. of Robotic Systems, vol. 13, pp. 723–736, 1996.
[4] S. Dubowsky and W.A.B. Tanner, “A study of the dynamics and control of mobile manipulators subjected to vehicle disturbances,” Proc. 1987 IEEE Int. Conf. on Robotics and Automation, pp. 111–117, 1987.
[5] K. Liu and F. Lewis, “Decentralized continuous robust controller for mobile robots,” Proc. 1990 IEEE Int. Conf. on Robotics and Automation, pp. 1822–1826, 1990.
[6] N.A.M. Hootsmans and S. Dubowsky, “Large motion control of mobile manipulators including vehicle suspensions characteristics,” 1991 IEEE Int. Conf. on Robotics and Automation, pp. 2336–2341, 1991.
[7] K.A. Tahboub, “Robust control of mobile manipulators,” J. of Robotic Systems, vol. 13, pp. 699–708, 1996.
[8] C. Perrier, L. Cellier, P. Dauchez, P. Fraisse, E. Degoulange, and F. Pierrot, “Position/force control of a manipulator mounted on a vehicle,” J. of Robotic Systems, vol. 13, pp. 687– 698, 1996.
[9] Y. Yamamoto and X. Yun, “Coordinating locomotion and manipulation of a mobile manipulator,” Proc. 31st IEEE Conf. on Decision and Control, pp. 2643–2648, 1993.
[10] Y. Yamamoto and X. Yun, “Coordinating locomotion and manipulation of a mobile manipulator,” IEEE Trans. on Automatic Control, vol. 39, pp. 1326–1332, 1994.
[11] B. Bayle, J.Y. Forquet, and M. Renaud, “Manipulability analysis for mobile manipulators,” proc. 2001 IEEE Int. Conf. on Robotics and Automation, pp. 1251–1256, 2001.
[12] B. Bayle, J.Y. Forquet, and M. Renaud, “Using manipulability with nonholonomic mobile manipulators,” Int. Conf. on Field and Service Robotics, pp. 343–348, 2001.
[13] G. Antonelli and S. Chiaverini, “Taskpriority redundant resolution for underwater vehicle-manipulator systems”, IEEE int. Conf. On Rob. & Aut., ICRA’98, Leuven, Belgium, pp 768-773, 1998
[14] G. Antonelli and S. Chiaverini, “A fuzzy approach to redundancy resolution for underwater Vehicle-Manipulator Systems,” Control Engineering Practice, vol. 11, pp. 445452, 2003.
[15] G. Antonelli and S. Chiaverini, “Fuzzy redundancy resolution and motion coordination for underwater vehicle manipulator systems,” IEEE Trans. on Fuzzy Systems, vol. 11, pp. 109–120, 2003.
[16] O. Khatib, K. Yokoi, K. Chang, D. Ruspini, R. Holmberg, and A. Casal, “Coordination and decentralized cooperation of multiple mobile manipulators,” J. of Robotic Systems, vol. 13, pp. 755–764, 1996.
[17] O. Khatib, K. Yokoi, K. Chang, D. Ruspini, R. Holmberg, A.
Casal, "Vehicle/arm coordination and multiple mobile manipulator
decentralized cooperation", Proc. 1996 IEEE/RSJ Int. Conf. Intelligent Robots & Systems, pp. 546-553.
[18] O. Khatib, “A unified approach to motion and force control of robot manipulators: The operational space formulation,” IEEE J. of Robotics and Automation, vol. 3, no. ), pp. 43– 53, 1987.
[19] O. Khatib, “Inertial properties in robotics manipulation: An object level framework,” Int.
J. of Robotic Research, vol. 14, pp. 19–36, 1995.
[20] G. Casalino., A Turetta:”Coordination and Control of Multiarm Mobile Manipulators”. In B. Siciliano, A. De Luca, C. Melchiorri, G. Casalino: “Advances in Control ofArticulated and Mobile Robots”, Springer Verlag, Germany, 2003, pp. 171 - 185.
[21] G. Casalino, A. Turetta: “Coordination and Control of Multiarm, Non-Holonomic, Mobile Manipulators”, Int. Conf. on Intelligent Robot and Systems (IROS 2003), Las Vegas, Nevada, USA. Oct. 2003.
[22] G. Casalino, A.Turetta: “Modular Composition and Self Coordination Technique for Mobile Manipulators”. ICRA '2004, New Orleans, May 2004 (to appear).
[23] G. Casalino, A. Turetta: “Self Organizing Control of mobile manipulators”. IAV'04, Lisbon, PT, June 2004 (To appear)
Quanto qui di seguito riportato, meglio descrive le linee di ricerca che verranno perseguite dall'Unità Operativa dell'Università di Genova (UNIGE) nell'ambito del progetto PICTURE. Tali attività verranno svolte primariamente presso il laboratorio DIST-UNIGE-Graal-Lab (www.graal.dist.unige.it) adeguatamente dotato di tutta la strumentazione necessaria per lo sviluppo di sistemi Hw/Sw real-time, nonchè di svariati set-up sperimentali di tipo robotico, quali ad esempio sistemi multibracci a base fissa, mani robotiche a quattro dita (attuate con tendini), teste robotizzata equipaggiate con telecamere per visione stereo, etc.. L'Unità Operativa UNIGE, la quale comprende al suo interno anche qualificati ricercatori delle Università di Cagliari e Lecce, aventi competenze specifiche nei settori della guida e controllo di singoli veicoli autonomi, svolgerà anche le funzioni di coordinamento delle attività riguardanti la tematica di ricerca VMS (Vehicle Manipulator Systems), alle quali parteciperanno anche le Unità Operative delle Università di Cassino (UNICAS) e Roma3 (UNIRM3). In accordo con quanto indicato nel Mod.A, tali Unità Operative partecipanti forniranno contributi relativamente agli aspetti generali di controllo per sistemi veicolo manipolatore (UNICAS, UNIRM3), a quelli concernenti il coordinamento di più veicoli autonomi operanti in team (UNICAS), nonchè infine a tutti gli aspetti riguardanti l'uso di sistemi multi-sensoriali integrati (UNIRM3). Per quanto riguarda specificatamente UNIGE, essa indirizzerà invece i suoi interessi principalmente verso approfondimenti teorico-metodologici concernenti tutti gli aspetti di moto coordinato, nonchè di grasping, manipolazione e trasporto coordinato di oggetti, da realizzarsi nell'ambito di sistemi modulari veicolo-manipolatore, di crescente complessità strutturale; ossia, a partire da veicoli semoventi 2D sul piano e supportanti un singolo braccio, passando poi attraverso veicoli 3D flottanti, equipaggiati con più bracci, fino ad arrivare a più sistemi veicolo-manipolatore tra loro cooperanti, ad esempio nel trasportare un carico condiviso. In quest'ambito UNIGE parteciperà quindi anche alle attività delle tematiche TEAM (Robot Teams) in relazione a tutti gli aspetti di azione in squadra che potranno contribuire alla cooperazione tra diverse entità veicolo-manipolatore, nonchè anche a quelle della tematica UNDW (Underwater Robots) con interessi rivolti alle specificità del controllo coordinato del moto di veicoli e manipolatori operanti in ambiti sottomarini. Naturalmente, poichè alle classi di crescente complessità sopra menzionate, si possono poi affiancare anche quelle di complessità ancor maggiore rappresentate da veicoli-manipolatori semoventi in base ad arti, la presente ricerca presterà altresì particolare attenzione agli sviluppi che potranno emergere nell'ambito della tematica LOCOM (Locomotion Systems), specificatamente indirizzata ad aspetti di locomozione robotica e comprendenti in larga misura anche quella su arti. L'effettiva estensione degli approfondimenti anche a tale seconda tipologia di sistemi, avverrà però a valle dello sviluppo delle analisi rivolte alla prima, peraltro più comune, tipologia di sistemi mobili di manipolazione. Obiettivo primario della ricerca sarà in ogni caso quello di poter pervenire ad una formulazione teorico/metodologica per la messa a punto di tecniche di coordinamento e controllo, di natura modulare e distribuita, capaci di consentire il governo coordinato di tutte le "unità robotiche" componenti un sistema mobile complesso di manipolazione. Nel loro ambito, tali tecniche potranno a loro volta distinguersi in due diverse tipologie: la prima, coorrispondente alle tecniche distribuite ammettenti comunque un sistema centralizzato di coordinamento, da compararsi con la seconda, comprendente invece a tutte quelle caratterizzate dall'esibire proprieta di "auto-coordinamento" emergenti dalla stessa formulazione distribuita delll'intero sistema di controllo e comuniacazione. Un secondo obiettivo sarà poi quello rappresentato dall'estensione delle stesse tecniche (in particolare di quelle ad auto-coordinamento) ai casi di manipolatori mobili multipli, tra loro cooperanti. Un terzo obiettivo potrà infine riguardare (condizionatamente però agli sviluppi dei primi due) avanzamenti nell'estensione delle stesse tecniche ai casi di manipolatori mobili supportati da arti. Prove simulative complete (certamente comprendenti l'intera classe di manipolatori mobili non attuati su arti) saranno messe a punto quale necessario output dell'intero programma. Per quanto riguarda le prove sperimentali, queste riguarderanno invece il solo caso di una semplice base mobile 2D semovente su ruote (da svilupparsi appositamente nel corso del progetto) la quale, una volta equipaggiata con due bracci manipolatori PUMA 260 calettati orizzontalmente rispetto al piano di moto (già disponibili presso l'Unità Operativa UNIGE) darà luogo ad un sistema sperimentale di dimensioni contenute, ma comunque caratterizzato da un grado di complessità del tutto adeguato, al fine di una conferma sperimentale delle metodologie di controllo distribuito che verranno messe a punto. La seguente articolazione in fasi di sei mesi ciascuna, e relativi items da sviluppare, meglio specifica la sequenza di attività che verranno portate avanti da UNIGE nell'ambito dell'intera durata del progetto PICTURE. Fase 1 (22 KEuro) -Definizione di moduli standard architetturali e algoritmici per il controllo locale di unità robotiche di base componenti sistemi mobili complessi di manipolazione. -Standardizzazione delle interfaccie I/O di interscambio dati parametrici e segnali. -Definizione degli standard I/O comunicazione per l'interscambio di dati parametrici e segnali. -Progettazione della piattaforma mobile. Con l'esclusione del solo ultimo punto, si intende in questa fase di poter fornire un contributo architetturale di carattere generale anche alle altre tematiche TEAM, UNDW, LOCOM, incui UNIGE è coinvolta. Fase 2 (18 KEuro) -Sviluppo di metodologie e algoritmi per il coordinamento centralizzato delle varie unità robotiche componenti. -Definizione della topologia di interscambio dati parametrici e segnali, nonchè dei rate comunicazione tra controllori, ai fini dell'instaurarasi di forme efficaci di autocoordinamento. -Validazione simulativa su sistemi di crescente complessità di entrambi i tipi di metodologie e tecniche sviluppate. Con esclusione dell'ultimo punto, si prevede che i risultati della presente fase potranno costituire un contributo sia alla tematica TEAM, in riferimento sopratutto a entrambe le tecniche di coordinamento (centralizzato e non); sia alla tematica UNDW, per quel che concerne l'impiego delle stesse tecniche, qualora applicate ai sottosistemi componenti un veicolo-manipolatore flottante per impieghi sottomarini. Fase 3 (26 KEuro) -Estensione delle metodologie di coordinamento ai casi di manipolatori mobili multipli. -Validazioni simulative dei metodi di coordinamento per manipolatori mobili multipli. -Strutturazione e progettazione Hw/Sw di controllori standard, relative interfaccie e tecniche di interscambio dati. -Avvio dello sviluppo HW/Sw deii controllori standard e dei corrispondenti sistemi di comunicazione -Realizzazione meccanica della Piattaforma mobile e suo equipaggiamento coi bracci manipolatori. Con esclusione degli ultimi tre punti, i risultati di questa fase costituiranno sopratutto un contributo alla tematica TEAM; ma anche alla tematica UNDW in relazione a futuribili impieghi di manipolatori mobili multipli flottanti, anche in ambiti sottomarini. Fase 4 (20 KEuro) -Studi teorici concernenti l'estensione delle tecniche di coordinamento prima sviluppate, ai casi di manipolatori mobili semoventi su arti. Prove simulative al riguardo -Completamento Hw/Sw dei sistemi di controllo modulari standard. -Strutturazione e implementazione, via composizione modulare e interfacciamento via relativo sistema di comunicazione, dell'intera architettura distribuita di coordinamento e controllo per il manipolatore mobile a due bracci. -Prove di funzionalità ed efficienza. -Preparazione di estensive prove a scopo dimostrativo finale. Lo sviluppo del primo punto di questa fase intende essere un contributo che si desidera dare alla tematica LOCOM, tenendo conto dei risultati di maggior peculiarità che verranno nel contempo sviluppati nell'ambito di questa stessa tematica.
