Automazione di giochi di abilita'

Ovvero, esperimenti divertenti sul controllo real-time

• Corsa di macchine su pista
• Macchinine autonome
• Pendolo inverso
• Labirinto magico
• Tiro al bersaglio
• Canestro mobile
• Levitazione magnetica
• Flipper
• Robot portiere

Corsa di macchine su pista Si tratta di costruire un sistema di controllo in grado di pilotare autonomamente una o due macchine da corsa su una pista di tipo Polistil. La posizione e la velocita' delle macchine vengono rilevate mediante una telecamera oppure per mezzo di appositi sensori ottici da posizionare sulla pista. Il controllo deve essere in grado di pilotare la macchina alla massima velocita' possibile in ogni punto della pista, risolvendo al tempo stesso i casi di strettoia e di incrocio fra le due corsie.

Controllo di veicoli autonomi Si tratta di sensorizzare e controllare una macchinina telecomandata (modello commerciale, di tipo fuoristrada), allo scopo di utilizzarla per l'esplorazione e il monitoraggio di ambienti sconosciuti. Il veicolo dovra' essere in grado di muoversi su terreni non piani, evitando gli ostacoli e le situazioni di stallo. Una telecamera e un sensore di prossimita' a ultrasuoni potranno essere installati sul veicolo per monitorare l'ambiente esplorato e controllare la traiettoria della macchina. Nei limiti degli spazi disponibili in laboratorio, si potra' ricostruire uno scenario simile a quello marziano, esplorato dal robot Sojourner della sonda Pathfinder.

Pendolo inverso Si tratta controllare l'accelerazione di un carrellino mobile su una guida rettilinea, in modo da mantenere in equilibrio un'asticella imperniata su di esso. Una volta realizzato il sistema di base, il controllo potra' essere esteso in modo da sovraimporre al carrello delle traiettorie desiderate, adattarsi a cambiamenti del sistema (ad esempio variazioni della lunghezza dell'asta e della massa del carrello), tollerare oscuramenti temporanei dei sensori oppure fallimenti temporanei dell'algoritmo di controllo (prevedendo, ad esempio, algoritmi di controllo secondari da utilizzare in caso di problemi rilevati sull'algoritmo primario).

Labirinto magico Si tratta di controllare le rotazioni della base del labirinto, in modo da condurre una pallina al traguardo, evitando le buche sul percorso. La traiettoria della pallina viene rilevata mediante una telecamera posta in alto rispetto al piano. Una volta realizzato il controllo di base, il sistema puo' essere esteso in modo da tollerare oscuramenti temporanei della telecamera. Un'altra variante puo' essere quella di far seguire alla pallina delle traiettorie prefissate disegnate sulla piattaforma mobile, imponendo un errore massimo desiderato.

Tiro al bersaglio Partendo da un sistema di movimentazione a due gradi di liberta' rotazionali (gia' esistente in laboratorio), la tesi consiste nello sviluppo di un sistema automatico di tiro al bersaglio, basato su una pistola ad aria compressa. L'obiettivo del sistema e' quello di centrare bersagli fissi e mobili, e di auto calibrarsi in caso di variazioni sul sistema di puntamento.

Canestro mobile Si tratta di costruire un sistema di movimentazione a due gradi di liberta' in grado di trasportare un canestro, allo scopo di catturare una pallina lanciata a caso all'interno dell'area di raggiungibilita' del sistema. La traiettoria della pallina viene rilevata e ricostruita mediante un sistema di visione basato su una telecamera fissa.

Levitazione magnetica Si tratta di costruire un sistema a levitazione magnetica in grado di controllare la posizione di una pallina di ferro all'interno dello spazio di azione. La posizione della pallina di ferro puo' essere rilevata mediante una telecamera oppure per mezzo di un array di fotorilevatori.

Flipper Si tratta di controllare i pulsanti di un flipper utilizzando l'informazione visiva fornita da una telecamera posizionata sopra di esso. Al fine di ottenere buone prestazioni, particolare attenzione dovra' essere dedicata al processo di tracking della pallina, e al processo di previsione della sua traiettoria.

Robot portiere Si tratta di controllare un carrello scorrevole su una guida in modo da simulare un portiere che debba parare dei tiri in porta. La posizione della palla viene rilevata mediante una telecamera fissa sistemata dietro la porta. Le attivita' principali del sistema riguardano essenzialmente il tracking della palla, la previsione della sua traiettoria e il controllo della posizione del portiere.