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Descrizione
Descrizione
L’attività in esame consiste nella realizzazione di un prototipo sperimentale per lo studio e la caratterizzazione di un innovativo sistema di attuazione per robotica avanzata e/o collaborativa (Figura 1.a); si ambisce quindi alla creazione di macchine che possano operare in modo sicuro in ambienti non strutturati eventualmente popolati da esseri umani. Il sistema integra trasmissioni idrostatiche, elementi elastomerici deformabili e motori elettrici per la realizzazione di un braccio robotico che validi l’innovativa strategia di attuazione proposta all’interno di questo progetto. La progettazione dell’intero sistema rispetta i requisiti di possibili task industriali o di tipici esercizi proposti nel campo della neuroriabilitazione robotica. Il lavoro ha coinvolto un processo di progettazione meccanica, di analisi dei materiali elastomerici che costituiscono alcuni elementi particolari del sistema, e di controllo rivolto all’interazione uomo-macchina.
L’attività si colloca all’interno della macroattività 1, Tecnologie moderne flessibili e/o indossabili, sviluppando una tecnologia che permette di realizzare braccia robotiche particolarmente leggere e di dimensioni contenute, caratterizzate da un comportamento delicato e sicuro nell’interazione con l’ambiente circostante e con possibili esseri umani che si trovano in prossimità del robot stesso. La tecnologia sviluppata, si dimostra particolarmente adatta alla creazione di dispositivi robotici indossabili ed eventualmente riabilitativi, promuovendone la diffusione e l’accessibilità grazie alle sue caratteristiche di semplicità, sicurezza ed economicità.
Team
Team
Referente: Luca Zaccarian
Gruppo di lavoro:
Ricercatori DII: Luca Zaccarian
Ricercatori esterni: Marco Fontana (Sant’anna Pisa), Gianluca Rizzello (Saarland University, DE)
Tecnici: Mauro Cescatti
Studenti PhD: Marco Bolignari
Studenti di LM o LT: Alberto Priuli (LT)
Partner esterni coinvolti
Istituzioni di ricerca straniere: University of Saarland, DE
Istituzioni di ricerca nazionali: Scuola Sant’Anna, Pisa
Aziende: Non ci sono aziende coinvolte, ma si sta progettando di generare una spin-off dell’università di Trento
Figura 1. a) schema della trasmissione idrostatica; b) esoschelerto per il gomito
Lavoro degli studenti coinvolti
Lavoro degli studenti coinvolti
PhD: Marco Bolignari
Argomento: Attuatori a impedenza variabile basati su elastomeri compositi per robotica avanzata.
Data inizio dell’attività: Novembre 2018
Stato dell’attività, obiettivi e scadenze:
L’attività in esame, passata da una serie di fasi preliminari di progetto meccanico e controllo, è attualmente giunta alla fase finale, inizialmente stabilita come obiettivo ultimo del progetto, consistente nella realizzazione di un braccio robotico basato sull’innovativo sistema di attuazione proposto all’interno del progetto di riferimento. Ci si è posti l’obiettivo di concludere quest’ultima fase entro ottobre 2021, possibilmente con la produzione di una pubblicazione scientifica. Fino ad oggi, il lavoro ha prodotto due articoli, la partecipazione ad alcune conferenze e una collaborazione internazionale con l’Università di Saarland.
LT: Alberto Priuli
Argomento: Realizzazione di una trasmissione di coppia ad alta efficienza meccanica con componenti elastomerici compositi.
Date: Novembre 2018 – Marzo 2019
Risultati
Risultati
Articoli scientifici:
Marco Bolignari, Giacomo Moretti, and Marco Fontana, “Design and Experimental Characterisation of a Hydrostatic Transmission for Upper Limb Exoskeletons” 2018 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS).
Marco Bolignari, and Marco Fontana. "Design and experimental characterization of a high performance hydrostatic transmission for robot actuation." Meccanica (2020): 1-11.
Marco Bolignari, Gianluca Rizzello, Luca Zaccarian, and Marco Fontana. "Smith-predictor-based torque control of a rolling diaphragm hydrostatic transmission." IEEE Robotics and Automation Letters 6.2 (2021): 2970-2977. Also presented at 2021 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA).
Prototipi sviluppati: All’interno dell’attività è stato sviluppato il prototipo di un braccio robotico caratterizzato da estrema leggerezza e da un’interazione con l’ambiente circostante ed eventuali esseri umani estremamente sicura (Figura 2). Il braccio robotico implementa il sistema di trasmissione proposto all’interno di questa attività per delocalizzare i motori, posizionandoli quindi distanti dall’effettiva struttura del braccio, conferendogli così le proprietà sopra citate. Di seguito una foto dell’apparato sperimentale.
Figura 2: Prototipo realizzato
Seminari e incontri
Seminari e incontri
Seminario:
Data e luogo: 15 Maggio 2019 (aula seminari)
Relatore: Dr. Gianluca Rizzello (Univ. of Saarland, DE)
Titolo: Smart materials and structures for automation in industry
Acquisizione di risorse
Acquisizione di risorse
Proposte di finanziamento presentate:
PRIN 2018: Advanced WEARABLE robotic exoskeletons for autonomous WALKing in lowER extremity disability
Coordinatore Antonio Frisoli (Scuola Superiore Sant’Anna)
Partners: UNITN, UNIBO, UNIGE
Proposte di finanziamento accettate:
Starting grant di ateneo University of Trento: Fontana Marco
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