ITALIANO

• Le articolazioni, modelli cinematici degli arti superiori e inferiori, i muscoli scheletrici: proprietà statiche e dinamiche, modelli della contrazione muscolare.
• Strutture meccaniche per sistemi antropomorfi e tipologie di giunto.
• Sistemi di attuazione: organi di trasmissione; motori elettrici e motoriduttori; servomotori; attuatori basati su materiali innovativi; sistemi basati sull'utilizzo di tendini; muscoli artificiali; amplificatori di potenza; sistemi di alimentazione.
• Sensori propriocettivi ed esterocettivi: sensori angolari, di pozione e di coppia per i giunti; sensori di forza e tattili per mani antropomorfe; pelli artificiali per interazione uomo-robot.
• Modelli matematici utilizzati per la progettazione del sistema di controllo.
• Sistemi embedded e protocolli di comunicazione per l'integrazione del sistema di controllo e l'interfacciamento con attuatori e sensori.
• Simulazioni in ambiente MATLAB e attività sperimentale in laboratorio.

B. Picasso, Fondamenti di Meccanica e Biomeccanica, Springer, 2013
G. Magnani, Tecnologie dei sistemi di controllo, McGraw-Hill, 2000
N. Bateson, Introduction to Control System Technology, Prentice Hall, 1996
B. Siciliano, L. Sciavicco, L. Villani, G. Oriolo, Robotica – Modellistica, pianificazione e controllo (3rd Ed.), McGrawHill, 2008.

Il corso intende fornire allo studente le conoscenze di base di biomeccanica, dall’analisi delle posture e del movimento ai modelli di comportamento dei muscoli scheletrici. Un altro obiettivo del corso è quello di fornire agli studenti le conoscenze di base riguardo i sistemi di attuazione, di senso e di controllo utilizzati per la robotica antropomorfa.

Lo studente deve possedere solide basi di algebra lineare, analisi matematica e fisica (meccanica). Inoltre è prevista la propedeuticità del corso di Fondamenti di Automatica oppure del corso di Teoria dei Sistemi e Controlli Automatici.

Il corso prevede lezioni in aula, esercitazioni numeriche in ambiente MATLAB e esercitazioni sperimentali in laboratorio.

Prova orale

Italian

• The anthropomorphic joints, kinematic models of the upper and lower limbs, skeletal muscles: static and dynamic properties, muscle contraction models.
• Mechanical structures for anthropomorphic systems and joint types.
• Actuation systems: transmission systems; electric motors and gears; servomotors; actuators based on innovative materials; tendon based systems; artificial muscles; power amplifiers; power systems.
• Proprioceptive and exteroceptive sensors: angular, potion and torque sensors for joints; force and tactile sensors for anthropomorphic hands; artificial skins for human-robot interaction.
• Mathematical models for control system design.
• Embedded systems and communication protocols for the control system integration and for the interfacing with actuators and sensors.
• Simulations in MATLAB and experimental activities in laboratory.

B. Picasso, Fondamenti di Meccanica e Biomeccanica, Springer, 2013
G. Magnani, Tecnologie dei sistemi di controllo, McGraw-Hill, 2000
N. Bateson, Introduction to Control System Technology, Prentice Hall, 1996
B. Siciliano, L. Sciavicco, L. Villani, G. Oriolo, Robotica – Modellistica, pianificazione e controllo (3rd Ed.), McGrawHill, 2008.

The course aims to provide the student with the basic knowledge of biomechanics, from the posture analysis to modelling of skeletal muscles. Another objective of the course is to provide students with the basic knowledge about the actuators, the sensory systems and the control systems used for anthropomorphic robotics.

The student must possess bases of linear algebra, mathematical analysis and physics (mechanical). Furthermore, the prerequisites of the Foundations of Automation course or of the Theory of Systems and Automatic Controls course are foreseen.

The course includes classroom lessons, numerical exercises in the MATLAB environment and experimental exercises in the laboratory.

Oral examination