Quest'area di ricerca, guidata dal Dott. Andrea Monguzzi, si concentra sull'integrazione della robotica avanzata e dell'intelligenza artificiale in strutture collaborative e di intelligenza industriale. Ciò consente non solo una maggiore efficienza nelle operazioni industriali complesse, ma anche un'interazione/collaborazione uomo-robot (Human Robot Interaction and Collaboration - HRI/HRC) sistematica, sicura ed efficace, soprattutto in scenari che richiedono uno stretto coordinamento con gli operatori umani. La ricerca si concentra su soluzioni implementabili che combinano robot mobili autonomi (Autonomous Mobile Robot - AMR) e bracci robotici per aumentare la flessibilità, la destrezza e l'adattabilità nella produzione, nella manutenzione e nella logistica.

Cosa facciamo

• Sviluppo di sistemi avanzati di manipolazione mobile autonoma con comprensione e percezione contestuale delle attività per consentire la presa, la manipolazione, l'assemblaggio e la manipolazione precisi e basati sull'apprendimento di oggetti diversi in contesti dinamici e non strutturati.
• Miglioramento delle tecniche di manipolazione di oggetti complessi e deformabili, incorporando feedback tattile/di forza, controllo conforme e sfruttamento del contatto ambientale per un'esecuzione robusta in attività critiche per la precisione, come l'assemblaggio aerospaziale, la manipolazione di componenti o la manutenzione.
• Progettazione di strutture collaborative uomo-robot sicure e intelligenti, caratterizzate da modalità di interazione conformi, controllo dell'impedenza/ammissanza e interfacce di supervisione che garantiscano un coordinamento perfetto, preservino l'autorità umana e supportino spazi di lavoro condivisi in operazioni critiche per la sicurezza.
• Creazione di hardware/software di manipolazione modulari e riconfigurabili (ad esempio, effettori terminali intercambiabili, scambiatori di utensili, pinze adattive) per un rapido cambio di attività e adattamento in applicazioni quali la sostituzione di componenti, la sigillatura dei bordi e i processi industriali flessibili.
• Ottimizzazione delle capacità orientate alla logistica attraverso la manipolazione mobile guidata dall'intelligenza artificiale, tra cui il prelievo/imballaggio di oggetti, il trasporto di materiali, lo smistamento e l'ottimizzazione dei flussi in ambienti di magazzino o di produzione, con particolare attenzione al coordinamento efficiente dal punto di vista energetico tra AMR e manipolatori fissi.
• Sviluppo di strutture di pianificazione e controllo del movimento predittive e reattive per robot che operano in ambienti dinamici e ricchi di ostacoli, consentendo l'ottimizzazione della traiettoria, una rapida ripianificazione e un'esecuzione sicura e stabile in condizioni di incertezza e disturbi.

Quest'area di ricerca, organizzata dal Dott. Marco Puliti, si concentra sull'applicazione delle tecnologie robotiche in ambienti spaziali caratterizzati da condizioni operative uniche, tra cui condizioni ambientali estreme, ritardi di comunicazione e notevole incertezza. Aumenta l'intelligenza operativa tramite moduli multifunzionali e l'integrazione dell'autonomia condivisa all'interno di strutture di teleoperazione, affrontando al contempo le sfide della teleoperazione di sistemi remoti attraverso soluzioni mediate innovative. La ricerca mira alla valutazione e all'implementazione in missioni di esplorazione spaziale e attività di In-Orbit Servicing (es. ispezione, rifornimento, manutenzione, mitigazione dei detriti), migliorando la resilienza e la sostenibilità delle risorse orbitali con applicabilità a scenari planetari.

Cosa facciamo

• Progettazione e prototipazione di moduli operativi intelligenti con effettori terminali riconfigurabili (es. nuovi scambiatori di utensili, pinze multifunzionali) che incorporano sensori avanzati, controllo conforme e interfacce modulari per l'esecuzione flessibile di diverse attività di manutenzione.
• Sviluppo di architetture Intelligence Core unificate e framework di autonomia condivisi che fondano dati multisensoriali con percezione e ragionamento basati sull'intelligenza artificiale per consentire una solida consapevolezza della situazione, un processo decisionale spiegabile e un comportamento adattivo in caso di ritardi di comunicazione e incertezze.
• Convalida delle tecnologie attraverso ambienti di simulazione ad alta fedeltà, gemelli digitali e test Hardware-in-the-Loop per valutare le prestazioni in condizioni realistiche, garantendo affidabilità, riduzione dei rischi e fiducia per l'implementazione di missioni IOS ed esplorative.
• Implementazione di strategie di manipolazione a contatto conformi che sfruttino le caratteristiche persistenti dei satelliti per operazioni di presa, aggancio e intervento sicure e non cooperative.

Quest'area di ricerca, supervisionata dal Dott. Federico Rollo, si concentra sullo sviluppo di tecnologie di intelligenza artificiale e robotica in ambienti terrestri difficili, caratterizzati da una significativa incertezza e/o da pericoli fisici. Contribuisce allo sviluppo di software avanzati di controllo, pianificazione del movimento e percezione (con potenziale integrazione hardware) per veicoli terrestri senza pilota (Unmanned Ground Vehicles - UGV), inclusi quadrupedi dotati di zampe e rover su ruote, per consentire l'esecuzione affidabile di missioni di pattugliamento, monitoraggio, ispezione e intervento su terreni irregolari, in operazioni di sicurezza, scenari di risposta alle catastrofi o durante operazioni di emergenza.

Cosa facciamo

• Miglioramento delle capacità di navigazione percettiva integrando mappatura semantica, fusione multimodale ed elaborazione sensibile all'interazione per ottenere una localizzazione resiliente, una navigazione relativa al terreno e una comprensione della scena in tempo reale in ambienti irregolari, dinamici o percettivamente degradati.
• Sviluppo di soluzioni di mobilità adattiva attraverso architetture di controllo intelligenti e adattamenti hardware per piattaforme ibride su ruote e gambe, consentendo una traversata efficiente dal punto di vista energetico, robusta, una negoziazione dinamica degli ostacoli e una locomozione robusta su terreni difficili come detriti, pendii o ambienti naturali non strutturati.
• Progettazione di robusti framework di autonomia che combinino percezione, pianificazione e controllo per operazioni semi-autonome o supervisionate in condizioni di isolamento o degrado delle comunicazioni, con IA integrata per il processo decisionale in tempo reale, il ragionamento sugli ostacoli e la valutazione delle minacce.
• Implementazione di protocolli strutturati di collaborazione uomo-robot e multi-robot per comportamenti cooperativi, tra cui mappatura semantica distribuita, segnali di rilevamento condivisi, assegnazione dei compiti e fusione delle informazioni tra UGV eterogenei, mantenendo una chiara autorità di supervisione umana.
• Costruzione di strumenti di interpretazione supportati dall'intelligenza artificiale e sistemi di supporto decisionale che trasformano i dati grezzi dei sensori in consapevolezza situazionale utilizzabile per applicazioni a livello di comando in missioni di difesa, sicurezza civile, risposta alle catastrofi e monitoraggio delle infrastrutture.