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Robotica, sistemi di produzione e sistemi di movimentazione in ambientipoco strutturati
14/12/2010 – CNR Parma 1
Robotica, Sistemi di produzione e Sistemi di Movimentazione in Ambienti
Poco StrutturatiProgetto SP. 003 del Dipartimento
Sistemi di Produzione
Robotica, sistemi di produzione e sistemi di movimentazione in ambientipoco strutturati
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Gli Istituti
Robotica, sistemi di produzione e sistemi di movimentazione in ambienti poco strutturati (SP.P03)
Numero Commesse "attive"
Numero moduli "attivi"
Personale equivalete a tempo pieno
Ricercatori Totale
8 10 34 58
Istituti esecutoriIstituto di tecnologie industriali e automazione (3 commesse)
Istituto di studi sui sistemi intelligenti per l'automazione (3 commesse)
Istituto per le macchine agricole e movimento terra (2 commesse)
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Le Linee di Ricerca e le Commesse
• Controlli e simulatori di mezzi mobili e loro sottosistemi
• Prototipi e tecniche di lavoro meccanizzato
• Conversione intelligente dell’energia negli azionamenti elettrici e nella generazione elettrica da fonti rinnovabili
• Sistemi sensoriali per il controllo di qualità e diagnostica
• Sistemi robotici autonomi e controllo
• Macchine, robot e servizi innovativi customer oriented
• Soluzioni innovative per la meccanica strumentale
• Nuove applicazioni di microsistemi in componentistica avanzata
}}}IMAMOTER
ISSIA
ITIA
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Progetto SP. 003: I Numeri
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Progetto SP. 003: I Numeri
II+III=56,9%
Più del 50% del personale in ruolo è composto da ricercatori e tecnologi, forte connotazione alla ricerca e alla innovazione.
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Progetto SP. 003: I Numeri
Spiccata capacità di attrarre investimenti da parte di aziende e di consorzi o investitori Istituzionali
58 strutturati e 24 assegnistiUn assegnista ogni2 strutturati
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Progetto SP. 003: I NumeriPr
evisi
one
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Personale tempo ind./det.
Funz. + Invest.
Spese da
Fonti Esterne
Spese per Infrastrutt.
tecn.-scient. a gestione
accentrata
TotaleRisorse da
esercizi precedenti
Massa Spendibi
le
Costi figurativi
Valore Effettivo
1 2 3 4 5=1+2+3+4 6 7=2+3+6 8 10=5+6+
8
2010 -2012 3.250 176 1.307 80 4.813 846 2.329 579 6.238
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Il Progetto SP003: Le Tematiche Comuni
Le tematiche comuni dei gruppi di lavoro afferenti alle commesse del progetto riguardano:• Le tecnologie industriali, l’automazione e la robotica• La sensoristica asservita alla mappatura di ambienti e prodotti• La diagnostica e la diagnostica predittiva e il condition monitoring sia
legata a tecniche inferenziali e statistiche sia legata alla sensoristica• La generazione e la gestione della energia e della potenza legata al
moto • L’automatizzazione dei processi o del moto delle macchine, più in
generale la creazione di sessioni di lavoro autonome per le macchine la cui missione è rappresentata da una lavorazione in un ambiente non strutturato (marino, terrestre e aereo).
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Crossing Competencies
• Progettazione di sistemi robotici per diversi ambiti: industriale, marino e per il mondo delle macchine operatrici
• Progettazione meccatronica, fluidodinamica, e vibro-acustica di componenti per linee produttive, robot e macchine
• Progetto e applicazione di nuovi materiali per la meccanica e le macchine: materiali compositi, fibre rinforzate e leghe innovative (schiume metalliche)
• Progettazione di sistemi elettronici embedded e algoritmi software per il controllo di robot, di sistemi di automazione e di motori elettrici e generatori
• Progettazione di sensori e di sistemi di diagnostica• Progettazione di microcomponenti e microsistemi con tecnologie innovative• Progettazione di layout industriali per la realizzazione di linee produttive
ottimizzate• Progettazione di Inverter e motori elettrici a elevato rendimento e di sistemi per
la gestione delle energie rinnovabili • Progetto di Energy Harvester per alimentazione di componenti e mini-macchine
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Progetto SP003: La Visione• Veicoli autonomi cooperativi (marini, terrestri, aerei e spaziali), • macchine e linee produttive autonome e riconfigurabili• Componenti e micro-componenti “smart” e completamente
integrati• Energy harvesting, sistemi a bassa dissipazione energetica,
gestione efficiente della energia, low emissions components/systems
• Sicurezza totale (intrinseca)per l’uomo,l’ambiente e le macchine stesse
• Sostenibilità ambientale e sociale
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Controlli e simulatori di mezzi mobili e loro sottosistemi: Le Competenze
• Progettazione meccanica di componenti per l’oleodinamica di potenza, sia mobile che industriale
• Progettazione fluidodinamica di componenti• Progettazione elettronica embedded e controlli per la
gestione di macchine e componenti industriali• Progettazione vibro-acustica sia di componenti che di
ambienti• Progettazione meccanica di strutture per macchine
operatrici
Responsabile: Eleonora Carletti
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Controlli e simulatori di mezzi mobili e loro sottosistemi: I Progetti
• Reti per sincronizzazione di macchine che lavorano cooperativamente (nuova norma ISO)
• Sonda intensimetrica 3D innovativa• Progetto di cabine di macchine operatrici in materiali compositi• Progetto di Sistema rigenerativo
Load Sensing (Pat.)• Progetto di sistema di controllo
multiplo per gestione potenza su macchina operatrice
• Progetto di valvola innovativa oleodinamica (Pat.)
• Energy harvesterpiezoceramico
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Controlli e simulatori di mezzi mobili e loro sottosistemi: I Progetti
• Progetto ICT Agri: Progetto STRATOS: open System for TRAcTOrs’ autonomouS Operations, durata 24 mesi
• Industria 2015: Progetto per la generazione di energia dalla lavorazione dell’Alluminio: IMAMOTER Cost 360k euro durata 36 mesi
• Regione Piemonte: DCU_NET progetto di macchina semi-autonoma per la produzione di legno cippato tracciato; IMAMOTER cost 125k euro, durata 24 mesi
• Regione Piemonte: Progetto Wood per la creazione di Stazioni di tracciatura del legno cippato e del Pellet completamente informatizzate; IMAMOTER cost 120k euro, durata 24 mesi
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Controlli e simulatori di mezzi mobili e loro sottosistemi: Il Futuro
La visione delle macchine operatrici e agricole del futuro presenta cluster di veicoli autonomi cooperativi ed efficienti, il cui programma di lavoro è aggiornato in tempo reale sulla base di informazioni che provengono da sistemi diversi di acquisizione delle informazioni dall’ambiente.
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Controlli e simulatori di mezzi mobili e loro sottosistemi: Il Futuro
InfraredWLAN
or Bluetooth
Internet
Switch
Switch
Switch
Switch
Bridge
ISO11783
ISO11783
Bridge
WLAN
WLAN orBluetooth
DocumentationConfigurationFirewall
Art03178/3
Gestione delle Farm come delle vere e proprie aziende informatizzate e integrate con tutte le fasi del lavoro sia coinvolgano terreni o animali. Gestione completamente controllata del ciclo di prodotto per tracciabilità e qualità attraverso la sensorizzazione e le reti.
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Prototipi e tecniche di lavoro meccanizzato: Le Competenze
• Progettazione e analisi vibrazionale su macchine agricole rivolte in particolare alla cabina e all’operatore
• Prove di compliance alle normative OCSE• Progettazione di sistemi integrati per la realizzazione di impianti per
la produzione di biogas da reflui animali
Responsabile: Roberto Deboli
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Prototipi e tecniche di lavoro meccanizzato: I Progetti
Robot per serre: capace di lavorazioni autonome sulla base di informazioni visive acquisite da telecamera sulla testa della macchina
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Prototipi e tecniche di lavoro meccanizzato: Il Futuro
• Progetto e realizzazionedi macchine agricoleautonome, robotizzate ecooperative, adintelligenza distribuita, ingrado di gestire inautonomia interesessioni di trattamenti inbase ad analisi su piantee terreno sia in ambienteaperto che in serre.
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Conversione intelligente dell’energia negli azionamenti elettrici e nella generazione elettrica da fonti rinnovabili:
Le Competenze
• Progetto di macchine e azionamenti elettrici• Generazione e controllo della energia da fonti rinnovabili• Progetto di elettronica embedded e di strategie di controllo
dedicate alla gestione di sistemi elettronici di potenza• Studio e applicazione dei principi progettuali della
compatibilità elettromagnetica• Progetto di Filtri ad-hoc per la riduzione delle interferenze
EMIResponsabile: Gianpaolo Vitale
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Conversione intelligente dell’energia negli azionamenti elettrici e nella generazione elettrica da fonti rinnovabili:
I Progetti• Progetto di Controlli Intelligenti MPPT per sistemi fotovoltaici• Progetto di azionamenti elettrici intelligenti ad elevate
prestazioni dinamiche (FOC = Field Oriented Control e DTC = Direct Torque Control ) e sensorless basati su stimatori della velocità di rotazione dei motori.
• Caratterizzazione di nuovi sensori per la individuazione di scariche parziali
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Conversione intelligente dell’energia negli azionamenti elettrici e nella generazione elettrica da fonti rinnovabili:
I Nuovi progetti• Progetto e realizzazione di filtri
attivi per la soppressione della corrente di modo comune nei cuscinetti dei motori asincroni al fine di aumentarne la affidabilità
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Conversione intelligente dell’energia negli azionamenti elettrici e nella generazione elettrica da fonti rinnovabili:
I Nuovi progetti
• Messa a punto di un azionamento a motore lineare con controllo vettoriale di velocità e posizione
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Conversione intelligente dell’energia negli azionamenti elettrici e nella generazione elettrica da fonti rinnovabili:
Il Futuro
• Progetto di azionamenti elettrici intelligenti dotati di tecniche di auto-tuning e di controlli sensorless
• Tecniche per il miglioramento della affidabilità degli azionamenti elettrici (Filtri EMI e di Potenza innovativi)
• Generazione Elettrica da Fonti Rinnovabili– Sviluppo di tecniche di controllo innovative per generatori eolici– Sviluppo di tecniche MPPT (Maximum Power Point Tracking)
innovative per il massimo sfruttamento delle energie prodotte da fonti rinnovabili (eolico e fotovoltaico)
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Conversione intelligente dell’energia negli azionamenti elettrici e nella generazione elettrica da fonti
rinnovabili: Il Futuro
• Sviluppo di sistemi innovativi di controllo non lineari per reti neurali di celle a combustibile
• Sviluppo di sistemi in grado di sfruttare energia generata contemporaneamente da più sorgenti di energia rinnovabile
• Sviluppo di sistemi a basso impatto EMI e di sistemi di comunicazione su Powerline dedicati al monitoraggio e alla diagnostica di reti di gestione della energia elettrica.
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Sistemi Sensoriali per il Controllo di Qualità e Diagnostica: Le Competenze
• Tecniche di pre-processing e analisi di sensori di visione tradizionali (telecamere), laser e combinati per il riconoscimento di oggetti e per la ricostruzione di aree e ambienti, in particolare rivolto alla analisi di qualità di linee produttive e di infrastrutture di trasporto (ferrovie e strade).
• Tecniche di analisi a reti neurali implementate sia software che hardware su FPGA o su schede grafiche
Responsabile: Ettore Stella
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Sistemi Sensoriali per il Controllo di Qualità e Diagnostica: I Progetti
• Sistema di ricostruzione di linee ferroviarie mediante sonda combinata laser/telecamere tradizionali e specchi
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Sistemi Sensoriali per il Controllo di Qualità e Diagnostica: I Progetti
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Sistemi Sensoriali per il Controllo di Qualità e Diagnostica: I Progetti
Tecniche di analisi applicabili anche in altri ambiti: ambito della ricerca genetica medica, analisi di immagini da microarray derivanti da mappe genetiche. Le tecniche di visione sono applicate per la analisi di mappe geniche di pazienti sani da correlare con mappe di pazienti malati.
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Sistemi Sensoriali per il Controllo di Qualità e Diagnostica: Il Futuro
• Veicoli robotici autonomi per l’ispezione e la ricostruzione 3D di pipeline e gasdotti,
• Veicoli autonomi sia su rotaia che stradali per il trasporto di persone in aree speciali, in particolare urbane con riconoscimento di ambiente, ostacoli, localizzazione ecc…
• Sistemi di analisi qualità delle ferrovie con target correlati alle prestazioni dei treni ad Alta Velocità 300 km/h e precisione di 1 mm nella ricostruzione 3D
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Sistemi robotici autonomi e controllo: Le Competenze
Responsabile: Massimo Caccia
Robotica marinaUnmanned Marine Vehicles (ROV e USV)Manipolazione subacqueaControllo cooperativo di robot mobiliRobotica di ispezione in ambiente marittimo
SLAM e mosaicingSistemi in real-time per veicoli subacquei basati su visione monoculare
Robotica industrialePiattaforme embedded real-time basate su hardware commerciale e free software
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Sistemi robotici autonomi e controllo: Le Competenze
Roby ROV(1993-'97)
ALANIS USV(2008-today)
Romeo ROV(1997-today)
Charlie USV(2003-today)
Unmanned Marine Vehicles per il monitoraggio, la sorveglianza di ambienti remoti, costieri e portuali
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Sistemi robotici autonomi e controllo: I Progetti MINOAS (2009-2012)
Marine INspection rObotic AssistantSystem EC FP7 SCP8-GA-2009-233715 (Coordinatore: RINA)
CURE (2009-2012) Developing the Croatian Underwater robotics Research potential
(Coordinatore: Università di Zagabria)
Sistemi Intelligenti Integrati tecnologie (2010-2012) Progetto automazione
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Programma Nazionale di Ricerche in Antartide 2001-'02: e-Robot1 2003-'04: Antarctic Benthic Shuttle 2003-'04: SESAMO
Regione Liguria - PRAI-FESR 2005-'07: Sistema di anti-intrusione costiera
e portuale sottomarino Parco Scientifico e Tecnologico della Liguria
2007-'08: Unmanned Marine Vehicle
Sistemi robotici autonomi e controllo: I Progetti (chiusi)
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Sistemi robotici autonomi e controllo: I Progetti (approvati ed in via di approvazione)
Regione Liguria – Finanziamenti RTD per PMIGreen Project Srl
Sistema di lettura automatico di prodotti grezzi in ambiente siderurgicoHeron Robots Srl
Sistemi innovativi di percezione e controllo per manipolatori in ambienti non strutturati
Sistemi Digitali SrlMetodologie di ottimizzazione delle fonti energetiche di bordo per imbarcazioni di piccole e medie dimensioni
Posidonia SrlSistema di navigazione, guida e controllo remoto di un Rescue Torpedo
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Sistemi robotici autonomi e controllo: I Progetti (presentati)
PON 2010NOSTRUM: USV costiero con ISMARAVATAR: ROV per monitoraggio di siti archeologici
PRINSistemi cooperativi auto-organizzanti per manipolazione sottomarina
FP7 Research for SMECooperative Autonomous Robotic Towing system
FP7 Eco-innovationRestoration of sea oxygen with the use of an in-situ eco pump
Distretto Ligure delle Tecnologie MarinePERMARE: Veicolo autonomo di superficie per monitoraggio persistentedell'ambiente marino
Distretto Sistemi Intelligenti Integrati TecnologieMAREA – Monitoring And REscue Automation
Polo di Innovazione Regione LiguriaSOSIA – Automazione Intelligente
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Sistemi robotici autonomi e controllo: I Progetti (in via di presentazione)
FP7 ICTIntegrated Project MORPH – Multiple self-organising cooperative vehicles
FP7 PeopleITN COMARSINet – Cooperative marine robotics
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Sistemi robotici autonomi e controllo: Il Futuro
network of heterogeneousfixed/mobile, manned/unmannedaerial, ground and marine platforms
Autonomous OceanSampling Network
FORCEnet
Maritime SituationAwareness
Barents 2020vision
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Macchine, robot e servizi innovativi customer oriented: Le Competenze
• Concezione, ottimizzazione cineto-statica e progetto e di PKMs (Parallel Kinematic Machines)
• Metodologie per l’interazione sicura tra robot e tra robot ed operatore in ambienti non strutturati
• Progetto e realizzazione di strumenti e sensori per la percezione autonoma dell’ambiente: Stereo Vision Integration; 3D Laser Scanner
Responsabile: Lorenzo Molinari Tosatti
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Macchine, robot e servizi innovativi customer oriented: Le Competenze
• Dispositivi e metodologie per la programmazione intuitiva
• Architetture innovative di controllo real time a eventi concorrenti, basate su PC e software OS:– definizione e realizzazione di architetture software di controllo
modulari e aperte– progetto e realizzazione di strategie di controllo di robot:
algoritmi di forza/impedenza e algoritmi di “collisionavoidance/trajectory Re-plan”.
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Macchine, robot e servizi innovativi customer oriented: Le Competenze
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Macchine, robot e servizi innovativi customer oriented: I Progetti
• FP7 ACTIVE “Active Constraints Technologies for Ill-defined or Volatile Environments” project size K€ 7.750 – Itia costs K€ 1.150 inizierà ad Aprile 2011 e durerà 48 mesi
• FP7 Echord-EasyPro “Accurate Manual Guided robot programming” project size K€414 – Itia costs K€ 134 inizierà a marzo 2011 e durerà 18 mesi
• FP7 Trans-IND “New Industrialized Construction Process for transport infrastructuresbased on polymer composite components” project size K€ 9.766 – Itia costs K€ 375 iniziato a giugno 2009 e della durata di 48 mesi
• FP7 ROBOFOOT “Smart robotics for high added value footwear industry” project sizeK€ 3.685 – Itia costs K€ 565 iniziato a settembre 2010 e della durata di 30 mesi
• FP7 DEMAT “Dematerialised Manufacturing Systems: A new way to design, build, useand sell European Machine Tools (DEMAT)” project size K€ 4.700 – Itia costs K€ 520 iniziato a luglio 2010 e della durata di 36 mesi
• Lombardia Region projects for International Scientific and TechnologicalCooperation: HYFLEXAIS “Hyperflexible and Autonomous Industrial robots” project size K€ 460 – Itia costs K€ 460 è iniziato a luglio 2010 e dura 18 mesi
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14/12/2010 – CNR Parma 42
Macchine, robot e servizi innovativi customer oriented: I Progetti
Robot-Environment Interaction(controllo della forza scambiata)
Safe Physical Human-Robot Interaction
Robot Systems for Medical Applications
3D - Vision
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14/12/2010 – CNR Parma 43
Macchine, robot e servizi innovativi customer oriented : Il Futuro
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Macchine, robot e servizi innovativi customer oriented : Il Futuro
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14/12/2010 – CNR Parma 45
Soluzioni innovative per la meccanica strumentale: Le Competenze
• Analisi, studio e progettazione di sistemi, sottosistemi, componenti e processi integrabili in contesti meccatronici, in particolare nei settori delle macchine per:– Le lavorazioni meccaniche– La lavorazione dei metalli– La lavorazione del legno– La lavorazione di materiali lapidei– La lavorazione orafa– Campo impiantistico industriale
• Attività di sviluppo, progettazione, simulazione, prototipazione, studio dei materiali e normativa
sfasata
Responsabile: Luigi Covelli
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Soluzioni innovative per la meccanica strumentale: I Progetti• Studio, progetto e realizzazione di
prototipi per l’analisi del sostentamento pneumo\idrostatico in presenza di elevate velocità e potenze (Progetto Eureka 1906 HiSSMa)
• Progettazione di ottiche per la modifica del profilo del fascio laser per operazioni di saldatura su catename orafo (Brevetto Europeo 01201845.3)
• Studio, sperimentazione e ottimizzazione del taglio di materiali lapidei
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14/12/2010 – CNR Parma 47
Soluzioni innovative per la meccanica strumentale: Il Futuro
• Integrazione di impianto con tecniche di controllo distribuito
• Utilizzo di sensori innovativi per incrementare la precisione e il controllo della qualità delle lavorazioni
• Implementare sistemi robotici per la gestione della intera lavorazione di un prodotto complesso anche di piccole dimensioni
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Nuove applicazioni di microsistemi in componentistica avanzata: Le Competenze
• Sviluppo di metodologie e tecniche robotizzate per il micro-assembly: micro-dispositivi di presa e manipolazione
Manipolatore Elettrostatico senza contatto
Manipolatore a forza di capillarità Responsabile: Irene Fassi
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14/12/2010 – CNR Parma 49
Nuove applicazioni di microsistemi in componentistica avanzata: I Progetti
• Tecnologie di micro-manufacturing: micro-elettroerosione (EDM) e micro-iniezione, micro-manipolazione
• Sviluppo di mini e micro dispositivi robotizzati: micro attuatori EAP e micro PKM
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14/12/2010 – CNR Parma 50
Micro injection moulding: la capacità di progetto e realizzazione del Laboratorio di micromeccanica ITIA
Nuove applicazioni di microsistemi in componentistica avanzata: I Progetti
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14/12/2010 – CNR Parma 51
Nuove applicazioni di microsistemi in componentistica avanzata: I Progetti
Micro-Electrical DischargeMachining (EDM): la capacità progettuale e produttiva del Laboratorio ITIA
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14/12/2010 – CNR Parma 52
Nuove applicazioni di microsistemi in componentistica avanzata: Il Futuro
Different materials 3-D structures
• Sviluppo e prototipazione di micro-prodotti ibridi e dispositivi robotizzati
• Desktop Factory
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14/12/2010 – CNR Parma 53
Gli Obbiettivi del Progetto
• Veicoli e macchine autonome cooperative robotizzate (marine, terrestri, aeree)
• Nuovi componenti Smart e fully integrated e micro-componenti meccatronici,
• nuovi sensori realizzati con nuove tecnologie e materiali• Miniaturizzazione di componenti• Energy harvesting, sistemi a bassa dissipazione energetica,
gestione efficiente della energia, componenti e sistemi a basse emissioni
• Elevati standard di sicurezza attiva e passiva per l’ambiente , l’essere umano e le macchine stesse
• Sostenibilità ambientale e sociale
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Obbiettivo primario a lungo termine del progetto
Tecnologia abilitanteDefinizione di una nuova generazione di cluster dimacchine eterogenee autonome cooperative modularirobotiche e riconfigurabili in grado di svolgere compitidi tipo Plug & Operate che non sono noti al momentodella progettazione e costruzione delle macchine.
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Prime ricadute progettuali
• Definizione di una nuova generazione di cluster di macchine autonomecooperative modulari riconfigurabili per la gestione delle emergenzeambientali.
• Ideare macchine trasportabili, riconfigurabili e in grado di operareautonomamente sia per esplorazione che per il ripristino e la messa insicurezza di aree colpite da eventi catastrofici.
• Ideare network di robot autonomi semoventi dotati di sistemi dicomunicazione a lungo e corto raggio per il monitoraggio di aree a rischiodi disastro ambientale (argini, dighe, frane, aree in prossimità di impiantipotenzialmente dannosi per l’ambiente e monitoraggio di fall-out dimateriali inquinanti, aree fluviali, marine e sottomarine, mini-macchineper esplorazione di miniere ed edifici crollati).
• Linee robotiche modulari riconfigurabili per la produzione• Macchine riconfigurabili in grado di adattare il comportamento e il profilo
di missione in modo autonomo in base alle caratteristiche dell’ambienteper l’assistenza di persone diversamente abili.
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Specializzazioni nei diversi ambiti di applicazione
• Linee robotiche modulari e riconfigurabili di tipo Plug & Produce• Macchine operatrici modulari trasportabili riconfigurabili per
operazioni rescue o utilizzo in ambienti remoti o ostili• Macchine di esplorazione e rover spaziali• Cluster di veicoli militari• Cluster di micro-macchine in grado di operare in ambienti ostili o di
difficile accesso• Cluster di micro-macchine in grado di operare, lavorare, eseguire
diagnostica e riparazione sia con scopi primari autonomi sia asservite ad altri cluster di macchine (macro-macchine)
• Wireless micro-robot networks alimentate a energie rinnovabili in grado di esplorare ambienti
• Macchine e rover marini e sottomarini• Cluster di macchine per la gestione e il monitoraggio del territorio• Cluster di macchine riconfigurabili per la gestione delle farm.
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14/12/2010 – CNR Parma 57
Le ricadute nello sviluppo del paese
• Gestione delle emergenze• Applicazioni militari• Applicazioni civili e di opere di lavoro pubblico• Tecnologie abilitanti per la ideazione di macchine autonome
operanti in sicurezza totale• Alleggerimento del lavoro umano• Riduzione dei costi di gestione del parco macchine (se sono
riconfigurabili realizzano più compiti)• Gestione delle diverse capacità produttive mediante il
ridimensionamento del cluster• Chirurgia mini-invasiva• Rieducazione e riabilitazione• Assistenza
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Le tematiche in relazione alle commesse
• Macchine autonome e robotizzate (ISSIA, ITIA Molinari Tosatti, IMAMOTER)• Macchine agricole e movimento terra e applicazioni militari (IMAMOTER, ISSIA)• Veicoli marini di superficie e di profondità (ISSIA)• Macchine autonome in grado di comprendere l’ambiente: sensoristica e
inferenza sulle informazioni acquisite dai sensori (ISSIA Stella)• Gestione integrata di macchina e recupero energie da fonti rinnovabili,
conversione e gestione ottimale della energia (ISSIA Serporta, motori e generatori)
• Design for reliability (ISSIA, ITIA, IMAMOTER)• Ridefinizione dimensione macchine: micro-macchine (ITIA Fassi)• Macchine e cluster cooperativi per l’esplorazione marina e sottomarina (UAV,
USV ecc) (ISSIA, Caccia).• Nuovi sensori basati su componenti ceramici porosi, attuatori piezoceramici e
piezoelettrici e nuovi dispositivi per energy harvesting basati su sistemi piezoceramici (ISTEC, Carmen Galassi)
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Possibile Inter-relazione con altri Dipartimenti• DET
– trasporti in aree strutturate e non– trasporti e mobilità persone diversamente abili– Gestione ottimale della energia e veicoli ibridi e recupero energetico
• DICT– Automazione e robotica – Comunicazione e reti– Calcolo real time ad elevate prestazioni
• DMD– Materiali innovativi per la costruzione delle macchine
• ISTC– Parte cognitiva del comportamento dei robot e le interfacce e l’ambiente– Interfaccia uomo/macchina– Planning e scheduling per il controllo di sistemi fisici complessi– Intelligenza Artificiale
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Attività in essere relative all’obbiettivo primario del progetto
Data la mancanza, a oggi, di una committenza industriale specifica sul progetto o di una committenza istituzionale, le attività poste in essere sono relative a progetti auto-finanziati dagli istituti o già pianificate ma che risultano funzionali all’obbiettivo primario.
Sono state attivati alcuni progetti di ricerca e alcune collaborazioni con aziende, sono stati inoltre siglati degli accordi quadro con aziende spin-off o ad elevato contenuto tecnologico che presentano caratteristiche o prodotti funzionali al progetto.
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Cluster di veicoli autonomi collaborativi: omogenei
Automatic collaborative field treatment without overlap or lack in the field areas
Machine statusDirectionSpeedGPS positionWork area dimension
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Cluster di veicoli autonomi collaborativi: eterogenei
12
8
Quasi ISOCHRONOUS WI-FI con safety controls e explicit acknowledge. Esempio: 10 data stream con 500 byte payload @ 10 ms + FTP con unlimited throughput
PRIMA
DOPO
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Attuatori Piezoceramici e Piezoelettrici
Stack Force x Displacement:
• 50 N x 1 mm• 120 N x 0,4 mm
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Sensori e Energy HarvestingStack Force x Displacement: • Energy Harvester Piezoceramico da 4 mW @ 150 V• Sensore Piezoceramico con sensibilità oltre il kHz
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Integrazione delle informazioni: UAVAnteos
•Tasks managed by manned aircrafts, but at definitely lower costs: surveillance, environmental protection, disaster management, port security, etc...•Tasks managed by remotely piloted model aircrafts, but in a more precise and safer way: scientific remote sensing, terrain mapping, etc...•Tasks not yet performed by existing platforms: structural inspections, pollution detection, agricultural survey, etc...
Class 0Healthy site
Class 2Stressed oaks
Q1 Q2
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Possibili analisi grazie al monitoraggio con UAV
Dark Area, about 3°C cooler water, may be caused by:
Fresh water source Illegal dumping
Thermal Image
Visible Image
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Augmented RealityLa realtà aumentata(augmented reality, abbreviato AR) è la sovrapposizione di livelli informativi (elementi virtuali e multimediali, dati geolocalizzatietc) ad un flusso video che riprende la realtà di tutti i giorni. Primo utilizzo: aeronautica con gli Head-Up Display (H.U.D.)
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Augmented Reality
Punto di arrivo: visione diretta con realtà aumentata e procedure guidate per lavoro, configurazione, installazione, manutenzione e riparazione dei veicoli, delle macchine e delle linee.
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Dottorati attivati sul Progetto
Attivazione di 3 dottorati presso Università di Ferrara tutti grazie alla possibilità di accedere ai posti extranumerari per titolaridi assegni di ricerca:
• Dottorato su WSN e Energy Harvesting per sensori e mini-macchine
• Dottorato su sistemi di controllo distribuito per macchineagricole e operatrici
• Dottorato su sistemi Wireless a bassa latenza per lavorosincronizzato delle macchine.
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Le Strutture e I Laboratori
SARIX SX-200
Zeiss Discovery V20DESMA-formicaPlast 1k Injection Unit
micro-EDM: DRILLING, MILLINGmicro-injection MOLDING
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Le Strutture e I Laboratori
Azionamenti Elettrici ed Elettronica di Potenza
Generazione Distribuita e Power Quality
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Le Strutture e I Laboratori
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Le Strutture e I Laboratori
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Le Strutture e I Laboratori
150 t (H) and 300 t (V)
650 m3 or 800 m3
27 ha
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Le Strutture e I Laboratori
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Il Gruppo, i Progetti e le Aziende
• Il gruppo ha competenze diverse nell’ambito della robotica non strutturata e nelle applicazioni in campo navale, agricolo, delle macchine operatrici, della sensoristica e dei controlli
• la presenza di tematiche comuni permette la realizzazione di progetti di interesse con un apporto di competenze difficilmente riproducibile in strutture diverse dal Consiglio Nazionale delle Ricerche
• La forte spinta all’innovazione è testimoniata dagli investimenti nei laboratori
• Il gruppo presentato ha le dimensioni e la presenza territoriale per gestire commesse industriali di grandi dimensioni e progetti finanziati PON ed Europei
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Grazie per la cortese attenzione
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