Anno accademico 2016-17

ORARI AA 2016-17

  • PRIMA LEZIONE: martedì 7 marzo dalle 15 alle 19 in lab Colossus

Attività didattiche complementari per la Laurea Specialistica in Informatica

Lego Lab: esperienze di robotica con Lego Mindstorms EV3

Il corso è aperto agli studenti della laurea Specialistica/Magistrale

NOVITA':

  • Il corso ora si svolge usando kit Lego Mindstorms EV3
  • abbiamo a disposizione anche alcuni (4) e-Puck che sono dotati di microtelecamera, microfono, sensori di prossimità, bluetooth e accelerometro
  • è disponibile per il NXT un sensore giroscopio, un sensore accelerometro ed un sensore bussola

  • Docente: AndreaSterbini
  • Quando: dalla prima settimana di marzo all'ultima di maggio
  • Orario: 15-19 ogni martedì
  • Dove: laboratorio "Colossus" in Via Salaria 113 - seminterrato
  • Crediti: 6

Motivazione del laboratorio

Il laboratorio si propone di avvicinare lo studente a diversi argomenti nel campo della robotica mediante lo svolgimento di una serie di esperimenti e progetti di gruppo su argomenti della letteratura recente. In particolare lo studente verrà stimolato, nell'analisi sia dell'architettura che degli algoritmi da implementare, dalla necessità di realizzare sistemi con velocità di reazione abbastanza elevata per poter affrontare problemi legati al mantenimento dell'equilibrio del robot o all'inseguimento di oggetti in moto. La scelta di una piattaforma di riferimento dotata di risorse hardware/software limitate permetterà inoltre allo studente di affrontare le problematiche che nascono dall'implementazione su architetture limitate degli algoritmi presentati. Algoritmi più complessi potranno essere realizzati su PC, controllando il robot via comunicazione radio (Bluetooth). Questo permetterà agli studenti di affrontare anche problematiche computazionalmente più pesanti, quale l'estrazione di informazioni da immagini prese da telecamera, ed inoltre di avvalersi di linguaggi e metodi di elaborazione non disponibili sul robot. La disponibilità del mezzo di comunicazione radio permetterà inoltre di esplorare problematiche legate alla cooperazione tra robots.

Corsi utili

Il corso è introduttivo, ma per affrontare i progetti più complessi è utile se gli studenti hanno affrontato qualcuno dei seguenti argomenti:
  • apprendimento Bayesiano, reti neurali (Apprendimento Automatico)
  • rappresentazione della conoscenza, planning (Intelligenza Artificiale (ING))
  • analisi dei dati e segnali (Matematica Computazionale)
  • estrazione di features da immagini (Elaborazione di Immagini)
  • algoritmi distribuiti (Algoritmi Paralleli e Distribuiti)

Programma delle attività didattiche (bozza di programma preliminare)

Ciascuna delle esperienze didattiche verterà sulla realizzazione pratica di un problema presente in letteratura e nello studio di uno o più articoli sull'argomento. Il Legolab sarà organizzato come una serie di incontri settimanali in laboratorio di circa 5 ore ciascuno, in cui gli studenti affronteranno teoricamente e praticamente i temi presentati.

Le attività del Legolab affronteranno gli argomenti (molto preliminare):

  • programmazione del modulo Lego Mindstorms, comunicazione, interazione col PC
  • cinematica diretta e inversa
    • Esperienza: controllo di un braccio robotico a 3 dof (gradi di libertà)
  • controllo dell'equilibrio basato su PID
    • Esperienza: realizzazione del LegWay: robot su 2 ruote che si tiene in equilibrio dinamico e si sposta nell'ambiente
  • estrazione di dati sensoriali semplici da sensori o immagini (features, blobs colorati, ...)
    • Esperienza: inseguimento di un oggetto con una panning-camera a 2 dof
  • architetture di controllo reattive e ibride
    • Esperienza: realizzazione del Raccattapalle: robot autonomo che cerca palle da tennis, le raccoglie e le ripone in un cesto [Murphy]
  • navigazione odometrica e landmark-based in ambiente conosciuto
    • Esperienza: costruzione di un robot che si muove in un ambiente conosciuto cercando il percorso che lo porta ad una determinata destinazione
  • costruzione della mappa di un ambiente sconosciuto (indoor)
    • Esperienza: realizzazione di un robot che esplora un ambiente sconosciuto e ne costruisce la mappa

Altri esempi di robot potrebbero essere proposti a seconda delle preferenze degli studenti

Valutazione

Il voto del Legolab sarà basato sulla valutazione del progetto realizzato e su una sua discussione orale.

Domande

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Software

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Topic revision: r54 - 2017-02-14 - AndreaSterbini






 
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