The course is taught in English.
Scopo del corso è fornire le basi per comprendere ed utilizzare i robot industriali e i robot mobili di servizio. Vengono perciò fornite le basi teoriche per descrivere la cinematica, la statica e la dinamica dei robot industriali e mobili. Vengono descritti e analizzati i principali schemi di controllo dei robot industriali. Sono anche trattati a livello generale i principali problemi connessi alla robotica mobile, quali le strutture di locomozione, i sensori di bordo, la pianificazione del moto e i principali schemi di gestione dell'autonomia.

Lo studente deve acquisire e sviluppare le seguenti conoscenze e abilità.
- Conoscenza dei vari tipi di robot mobili a partire dalle caratteristiche della catena cinematica dei bracci; conoscenza dei vari tipi di polso.
- Conoscenza della geometria tridimensionale, con riferimento alle trasformazioni di roto-traslazione rigida; conoscenza delle varie modalità per rappresentare l'assetto di un corpo rigido e capacità di risolvere semplici esercizi di roto-traslazione.
- Capacità di analizzare una catena cinematica, fornendone i sistemi di riferimento e scrivendo le equazioni della cinematica diretta ed inversa di posizione.
- Conoscenza della cinematica diretta e inversa di velocità e delle caratteristiche dello Jacobiano; capacità di sviluppare esempi di tali concetti per catene cinematiche anche complesse.
- Conoscenza delle relazioni cineto-statiche; capacità di sviluppare esempi di tali concetti per catene cinematiche anche complesse.
- Conoscenza delle equazioni dinamiche di un braccio robotico utilizzando le equazioni di Lagrange; interpretazione fisica dei vari termini di tali equazioni; caratteristiche strutturali di tali equazioni per il controllo; capacità di sviluppare semplici modelli dinamici di catene cinematiche.
- Conoscenza dei principali schemi di controllo a giunti indipendenti e a dinamica inversa; capacità di analizzare tali schemi e valutarne le caratteristiche positive e negative e la complessità realizzativa; conoscenza basica di uno schema di controllo adattativo.
- Conoscenza delle attuali tendenze della robotica mobile e di servizio; capacità di inquadrare un problema di robotica mobile nel contesto appropriato.
- Conoscenza delle principali strutture di locomozione e, in particolare, dei rover su ruote.
- Conoscenza delle principali architetture di controllo di un robot mobile: approccio riflessivo, approccio model-based
- Conoscenza dei principali servizi richiesti in un rover mobile: pianificazione, localizzazione, mapping e controllo del moto,
- Conoscenza dei principali sensori di un robot mobile: encoder, sensori a ultrasuoni, telecamere mono e stereo, laser scanner, e altri eventuali; capacità di applicare tali conoscenze per una scelta preliminare di tali sensori, nonché dell'analisi delle loro specifiche e prestazioni

Conoscenza della Fisica di base, in particolare Meccanica ed Elettromagnetismo, fondamenti del calcolo vettoriale (somma, prodotto scalare e vettoriale) e matriciale (proprietà e operazioni fondamentali delle matrici, determinante, traccia, autovalori), elementi di automatica (stati, ingressi, uscite, funzioni di trasferimento), elementi di controlli automatici (semplici reti di compensazione proporzionale, integrale, derivativa).

Argomenti trattati nelle lezioni
 Storia della robotica, definizioni, catene cinematiche, gradi di libertà, ridondanza, tipi di bracci robotici, tipi di polsi robotici (4 ore)
 Trasformazioni geometriche in 3D, Rotazioni e traslazioni, assetto di un corpo rigido, angoli di Eulero e altre rappresentazioni, quaternioni (6 ore)
 Convenzioni di Denavith-Hartenberg, cinematica di posizione e differenziale, Jacobiani, statica, relazioni cineto-statiche (12 ore)
 Dinamica, equazioni di Newton-Eulero, energia, equazioni di Lagrange, proprietà delle equazioni dinamiche (14 ore)
 Modelli fisici della catena motore-motoriduttore-braccio robotico, passaggio alle variabili di stato, passività (12 ore)
 Pianificazione del moto, schemi di controllo di bracci robotici rigidi, controllo lineare e controllo non lineare, controllo adattativo, controllo robusto (16 ore)
 Robotica mobile, strutture, locomozione, sensori, intelligenza di bordo (16 ore)

Le esercitazioni in aula riguardano esempi svolti ed esercizi, con applicazioni di quanto trattato nelle lezioni immediatamente precedenti.
Le esercitazioni sperimentali di laboratorio si svolgono a piccoli gruppi utilizzando il braccio robotico presente presso il DAUIN. Sono previste 3-4 esercitazioni sperimentali, con possibilità di ripetizione.

I testi di riferimento, che coprono buona parte degli argomenti sono:
B. Bona, 'Modellistica dei Robot Industriali', CELID, Torino, 2002
B. Bona, 'Metodi di Controllo per Manipolatori Industriali', dispense scaricabili in rete.
Il testo di appoggio è
B. Siciliano, L. Sciavicco, L. Villani, G. Oriolo, 'Robotica, Modellistica, pianificazione e controllo', McGraw-Hill, 2008.
Sono disponibili copie dei lucidi delle lezioni anche di anni precedenti, esempi di scritti di esame ed esercizi. Tutto il materiale didattico è scaricabile da un sito web o attraverso il portale.

L'esame finale è scritto. Comprende una serie di domande a risposta multipla, a cui si aggiungono alcune domande a risposta aperta più una domanda sugli argomenti trattati in laboratorio. Il tempo assegnato per lo svolgimento è di 2 ore.