POLITECNICO DI MILANO Facoltà di Ingegneria Corso di Laurea in Ingegneria Informatica

POLITECNICO DI MILANO

Facoltà di IngegneriaCorso di Laurea in Ingegneria Informatica

STUDIO E REALIZZAZIONE DI UN BRACCIO ROBOTICO

ANTROPOMORFO E SOLUZIONE DELLA CINEMATICA INVERSA MEDIANTE RETE NEURALE

Relatore: Prof.ssa Giuseppina GINICorrelatore: Dott. Ing. Michele FOLGHERAITER

Fortunato MARZAGALLIClaudio Sergio MATTIONI

Anno Accademico 2002 – 2003

Gli Obiettivi

Modello Progettazione Costruzione

Rete neurale Progettazione Training Applicazione Real time

Gli Obiettivi

Modello Progettazione Costruzione

Rete neurale Progettazione Training Applicazione Real time

Progettazione

Antropomorfismo

Progettazione

Antropomorfismo Numero attuatori

Progettazione

Antropomorfismo Numero attuatori Spazio di lavoro

Gli Obiettivi

Modello Progettazione Costruzione

Rete neurale Progettazione Training Interfacciamento Real time

Costruzione

Spalla

Spalla Sistema sensoriale

Costruzione

Costruzione

Spalla Sistema sensoriale Sistema valvolare

3 cm

Gli Obiettivi

Modello Progettazione Costruzione

Rete neurale Progettazione Training Applicazione Real time

La Progettazione

Velocità di elaborazione Precisione dei risultati Adattabilità Flessibilità

Reti Neurali: perché

Imitano funzionamento cervello biologico

Garantiscono velocità ed adattabilità

Approssimano funzioni matematiche anche complesse

Strumenti Utilizzati

Matlab 6.5 R13 NNTool Neural Network functions Simulink

Neural Network blockset xPC Target

Hardware e software Airlab

Soluzioni Progettuali

Architettura rete neurale Feed-forward 3 strati e 47 neuroni Soluzione ottimale ottenuta sperimentalmente

Gli Obiettivi

Modello Progettazione Costruzione

Rete neurale Progettazione Training Applicazione Real time

Fase Di Training

Generazione dati di training Campionamento 3D uniforme Normalizzazione

Addestramento rete neurale Algoritmo back-propagation 1000 epoche

Soluzioni Progettuali

Funzione Matlab per cinematica inversa Input

coordinate x,y,z rete neurale

Output lunghezze 7 muscoli

Gli Obiettivi

Modello Progettazione Costruzione

Rete neurale Progettazione Training Applicazione Real time

Applicazione Real time

Modello Simulink Schema a blocchi rete neurale

Interfacciamento xPC Target Scheda elettronica

Problemi Robot non ultimato

Conclusioni

Il Braccio Robotico La Rete Neurale

Obiettivi raggiunti

Struttura Spazio di lavoro Sistema sensoriale Movimento

Sviluppi Futuri

Cinematica inversa modello Sistema valvolare Dati training

Conclusioni

Il Braccio Robotico La Rete Neurale

Obiettivi raggiunti

Pro Velocità Approssimazione Adattabilità

Contro Valori di confine 10 ore per generare dati

training 16 ore per allenare la rete

Sviluppi Futuri

Applicazione real-time Nuovo training rete neurale Architettura rete neurale