Mercoledì 3 Luglio, a partire dalle 11.30, il Workshop NEW FRONTIERS OF ROBOTICS sarà trasmesso in diretta streaming sul Canale YouTube del Centro Piaggio al link
http://www.youtube.com/centroepiaggio

oppure su Google+ (C.E.Piaggio)

Mercoledì 10 luglio 2013
ore 21.20
Telegranducato

il professor Bicchi sarà presente alla trasmissione

ZOOM - attualità in primo piano

dedicata al tema della ricerca e ai progetti ERC.
Verrà illustrato il progetto "SoftHands"

ZOOM - la ricerca in Italia ed il sostegno Europeo

Telegranducato, 10 luglio 2013

SuperAbile Agosto 2013

Face, quando l'androide incontra l'autismo

24 ottobre 2013
Sala Seminari Est del Dipartimento di Informatica
ore 11.00

Optimization problems in mobile Robotics

Lucia Pallottino
Centro di Ricerca "E. Piaggio"
Dipartimento di Ingegneria dell'Informazione
Universita' degli Studi di Pisa
 

ABSTRACT

In this talk several optimization problems encountered in the coordination of multiple mobile robots will be presented. A primary requirement in the coordination of autonomous vehicles is to guarantee the safety of the overall system.
The talk will be focused on decentralized approaches in which any robot is responsible of the maneuvers chosen to avoid collisions based on the local available information of neighboring robots. In this framework no centralized decision maker is considered.
A Time-expanded Network model has been used to solve the problem of coordinating vehicles in a distributed framework to allow vehicles to have mutual access to shared resources (e.g. corridors, narrow passages etc.). In such problems is fundamental to prove that agents will be able to reach their final destination without stalls (deadlocks and livelock).
In the coordination of multiple heterogeneous vehicles, we considered also the problem of distributed task assignment taking into account also the vehicle dynamics and private costs (e.g. minimum time to accomplish tasks, minimum energy consumption, maximum distance from obstacles). Distributed optimization algorithms based on subgradient methods have been developed. Convergences conditions of such methods or other methods to solve the problem are under study.
Finally, the problem of parking a vehicle (with trailers) with a limited number of maneuvers is considered. The goal is to determine the optimal sequence of maneuvers to reach the desired configuration and an optimal synthesis of the motion plane. The problem has been modeled as a dynamic programming problem on graph. The key point is that a vector of "tokens" is assigned to each node and a final node has to be reached with minimum cost and a predefined amount of tokens have to be collected along the path.

Il Corriere della Sera del 21 ottobre 2013

Alla Ricerca dell'Estetica nella Scienza

DIPARTIMENTO DI PATOLOGIA CHIRURGICA, MEDICA, MOLECOLARE E DELL'AREA CRITICA, UNIVERSITÀ DI PISA
U.O. PSICOLOGIA CLINICA, AZIENDA OSPEDALIERO UNIVERSITARIA PISANA
CORSO DI LAUREA IN SCIENZE E TECNICHE DI PSICOLOGIA CLINICA E DELLA SALUTE CORSO DI LAUREA MAGISTRALE IN PSICOLOGIA CLINICA E DELLA SALUTE
 

ABSTRACT:
Control of dexterous manipulation: Integration of feedback and feed-forward mechanisms
Anticipatory control of movement has been characterized in motor tasks as a way through which the central nervous system can bypass delays associated with reflex-based control. We have been studying how humans learn anticipatory control of manipulation tasks to characterize the mechanisms underlying the transformation from multiple sources of sensory feedback to the coordination of multiple degrees of freedom of the hand. In our approach, we have removed constraints on digit placement to study how subjects explore and choose relations between digit forces and positions. The main difference between grasp control at constrained vs. unconstrained object locations is that anticipatory control of grasping in the former scenario can rely on sensorimotor memories of digit forces. In contrast, removing constraints on digit placement might result in trial-to-trial variability of digit placement, hence require different and possibly more complex sensorimotor processes for the integration of digit position and force sensing. I will review recent work from my laboratory on the problem of digit position/force coordination using tasks that allow, or interfere with, the retrieval of learned manipulations. A key concept linking behavioral and theoretical considerations is that subjects highlevel task representations that, when retrieved, allow control of manipulation in an effector independent fashion. Interestingly, the extent to which these representations can be successfully used is highly sensitive to a number of factors, including the frame of reference in which manipulations are learned, time-dependent motor bias from based on most recent hand-object interactions, and potential conflicts that may arise between visual cues versus implicit knowledge of object dynamics. The theoretical framework that is emerging is that sensorimotor memories, when integrated with multiple sources of sensory feedback, can facilitate or interfere with the coordination of multiple degrees of freedom of the hand for dexterous manipulation. This framework is helping to identify the boundaries of the neural processes underlying learning and generalization of complex movements characterized by high-dimensionality in the sensory and motor domains. I will conclude my presentation with a description of potential clinical and engineering applications, and directions for future research.

Il Corriere della Sera.it del 24 ottobre 2013

Mano robotica 'comprende' forza da usare

Il Centro Piaggio e l'Istituto Italiano di tecnologia presentano al festival della Scienza di Genova la mano robotica che sa prendere le fragole!

Auditorium S.Salvatore

link al programma della conferenza

Così delicata da afferrare una fragola senza schiacciarla, così lieve da sollevare un nido di pasta all'uovo senza spezzarlo. La mano robotica porta la firma dell'Istituto italiano di tecnologia di Genova e dell'Università di Pisa. E' la protesi più simile alla mano umana che sia stata ma inventata: sarà presentata al Festival della Scienza a Genova. "Soft hand - spiega Antonio Bicchi, coordinatore del gruppo Robotica - riproduce i movimenti di una mano umana graduando l'intensità della presa" (testo di Caterina Michelotti)

Al Festival della Scienza la Mano Robotica che può prendere le fragole

Verrà presentata a Genova la mano “Pisa-IIT SoftHand”, sviluppata dal Centro di Ricerca “E. Piaggio” dell’Università di Pisa e dall’Istituto Italiano di Tecnologia di Genova.

E’ in grado di fare quasi tutte le prese che fa una mano umana,  ma si controlla semplicemente  con la contrazione dei muscoli dell’avambraccio ed è in grado di restituire il senso della forza esercitata.

Il tutto con una struttura semplicissima, economica e robusta, ottenuta imitando la struttura dei legamenti e delle articolazioni umane.

Il prossimo 27 ottobre, alle ore 15.00, presso l’Auditorium S. Salvatore, il Festival della Scienza di Genova darà uno sguardo al futuro con la mano robotica tutta italiana “Pisa-IIT SoftHand”, sviluppata dall’Istituto Italiano di Tecnologia di Genova e dal Centro di Ricerca “E.Piaggio” dell’Università di Pisa.

La mano si presenta come una novità assoluta nel panorama degli arti robotici e delle protesi, perché combina in modo efficace robustezza e flessibilità, in un prodotto dal costo molto contenuto. La struttura è in materiale plastico ed è stata ottenuta attraverso tecnologie di costruzione additive, cioè tramite una stampa 3D, che ha permesso di conferire alla mano robotica un disegno innovativo. La mano è priva di ruote dentate ed è costituita da falangi che ruotano una sull’altra, come le articolazioni dell’uomo, e da tendini e legamenti collegati e controllati da un unico motore.

“Il controllo da parte di un singolo motore, rende la mano robotica adatta a un semplice utilizzo come protesi senza richiedere lunghi tempi di apprendimento– afferma Antonio Bicchi, coordinatore del gruppo di Robotica del Centro di Ricerca “E. Piaggio” e Senior Scientist all’IIT di Genova - “L’ultima novità importante nel nostro progetto è che quel singolo motore può essere comandato direttamente dal muscolo del braccio del paziente, non solo nell’esecuzione del movimento, come per esempio prendere o lasciare un oggetto, ma anche nell’intensità della presa da realizzare”.

La mano robotica è collegata all’avambraccio tramite elettrodi che registrano l’attività elettrica di superficie (EMG) del muscolo, e il cui segnale è analizzato da un’interfaccia elettronica che comunica con il motore. Quando il braccio si muove per compiere un’azione, il segnale muscolare è interpretato dall’interfaccia che farà muovere le dita robotiche: se il muscolo si contrae, il motore della mano si aziona e la mano si chiude per prendere gli oggetti, se il muscolo viene rilasciato il motore si ferma e la mano si distende. Il nuovo disegno della Soft Hand permette di variare il grado di intensità della contrazione della mano.

“Quando prendiamo una fragola o un sasso compiamo azioni simili ma diverse nella forza della presa”, spiega Antonio Bicchi, “la nostra mano robotica è in grado di distinguere e di eseguire entrambi i movimenti: prese energiche per oggetti pesanti, oppure prese lievi per quelli più delicati. Stiamo lavorando perché l’interfaccia che interpreta i segnali elettrici dei muscoli possa essere incorporata globalmente nella struttura della mano”.

L’obiettivo dei ricercatori del Centro di Ricerca “E.Piaggio” e dell’Istituto Italiano di Tecnologia è di realizzare un prototipo di Soft Hand che sia il più possibile simile a una mano umana, anche nella sensibilità delle superfici.

“Una ulteriore linea di ricerca in corso – prosegue Bicchi – riguarda le sensazioni tattili che abbiamo quando tocchiamo gli oggetti, per esempio la ruvidità di una superficie. Nella mano robotica queste sensazioni sono restituite grazie a degli accelerometri posti sulla punta delle dita, che inviano ai muscoli dell’avambraccio delle vibrazioni, diverse a seconda della levigatezza della superficie toccata. Le vibrazioni sono le stesse che sentiremmo con i nostri polpastrelli fatti scorrere sopra gli oggetti; la nostra protesi le trasmetterà all’avambraccio” - conclude Bicchi.

La ricerca sulla mano robotica “Pisa-IIT SoftHand” è stata realizzata con i finanziamenti arrivati dalla Comunità Europea, con il progetto di Robotica Cognitiva “THE Hand Embodied” (Pisa) e con il grant ERC “SoftHands” (IIT).

La collaborazione tra il Centro “E. Piaggio” di Pisa, tradizionale eccellenza nello studio della mano e del tatto, e l’IIT di Genova è stata resa possibile dal prestigioso premio assegnato dal Consiglio Europeo delle Ricerche ERC Grant SoftHands, che ha portato un finanziamento di 2,5 milioni di euro della Comunità Europea al gruppo guidato dal professor Antonio Bicchi.

Radio Vaticana del 28 ottobre 2013

Intervista al prof. Bicchi sulla Mano Robotica "Pisa-IIT SoftHand"

Tom's Hardware del 18 novembre 2013

WALK-MAN: ecco com'è fatto e a cosa serve un robot umanoide

Nadia Ucciferri, dottoranda del Centro Piaggio, si è aggiudicata il premio IPAM-Farmindustria 2013, riconoscimento conferito a giovani ricercatori,  autori principali di un lavoro scientifico rilevante nel settore dei metodi alternativi (intesi come filosofia delle 3R -Reduction, Replacment, Refinement) nella ricerca e sviluppo di prodotti farmacologici.

il premio è stato conferito alla dottoressa Ucciferri per la sua tesi di dottorato dal titolo

Functional and Morphological study of cells in conneced culture in response to interactions associated with nanoparticles.

con la seguente motivazione

“La commissione ha ritenuto che il suddetto lavoro mostrasse, rispetto agli altri, un approccio più innovativo e motivato nel campo di applicazione del Principio delle 3Rs e che i risultati ottenuti potessero avere una valenza applicativa in diversi ambiti delle scienze biomediche, così come nello sviluppo di prodotti farmacologici.”

Martedì 26 novembre
h. 12.30 - 13.30

Aula A12

TIMOTHY BRETL
Assistant Professor of Aerospace Engineering
University of Illinois at Urbana-Champain

PRINCIPLES OF OPTIMALITY  IN ROBOTICS AND NEUROSCIENCE

ABSTRACT

TIMOTHY BRETL

Timothy Bretl received his B.S. in Engineering and B.A. in Mathematics from Swarthmore College in 1999, and his M.S. in 2000 and Ph.D. in 2005 both in Aeronautics and Astronautics from Stanford University. Subsequently, he was a Postdoctoral Fellow in the Department of Computer Science, also at Stanford University. Since 2006, he has been with the University of Illinois at Urbana-Champaign, where he is an Associate Professor of Aerospace Engineering and a Research Associate Professor in the Coordinated Science Laboratory. He received the National Science Foundation Faculty Early Career Development Award in 2010.

Tra i 10 progetti che hanno vinto il premio “Dall’idea all’impresa” al concorso “Gaetano Marzotto” c’è anche “IVTech”, nascente spin off dell’Università di Pisa ospitata al Centro di Ricerca “E. Piaggio”. La start-up si occupa di produrre tecnologia innovativa come supporto alla ricerca in-vitro, al fine di ridurre i test su animali. Le giovani imprese sono state premiate il 28 novembre a Valdagno, la “città sociale” in provincia di Vicenza che ha rivestito un ruolo chiave nel progetto di imprenditoria di Gaetano Marzotto. “Dall’Idea all'Impresa” era la categoria riservata ai giovani sotto i 35 anni: i 10 premi, dal valore complessivo di 300.000 €, saranno corrisposti in servizi e consisteranno in un periodo di residenza all’interno di incubatori d’impresa con programmi dedicati, per trasformare le idee in impresa. .

L’idea IVTech, lanciata dagli Ingegneri Tommaso Sbrana, Serena Giusti, Giorgio Mattei e dalla Prof.ssa Arti Ahluwalia, propone di produrre e commercializzare innovativi sistemi per colture cellulari in-vitro e diffondere quelli già sviluppati dal gruppo di ricerca presso il Centro di Ricerca “E. Piaggio”. Tra gli obiettivi principali della start up, c’è anche la formazione di ricercatori e tecnici nell'ambito della ricerca in-vitro.. Grazie al premio vinto, IVTech sarà incubata presso Fondazione Filarete.

Promosso e ideato dall’Associazione Progetto Marzotto, il concorso vuole creare le condizioni ambientali per un cambio di paradigma, sostenendo la nascita di nuova impresa in Italia, fondata sul virtuoso connubio tra capacità imprenditoriale e visione sociale, sull’esempio di quanto fece nella prima metà del secolo scorso Gaetano Marzotto, l’inventore del welfare integrato aziendale, fondatore a Valdagno della città sociale; un modello successivamente perseguito con altrettanta determinata passione dal figlio Giannino Marzotto, scomparso nel 2012, autorevole testimone e imprescindibile mentore di Progetto Marzotto e dell’omonima Associazione, da lui fortemente incoraggiati nel 2010, come ha avuto modo di sottolineare più volte il nipote Matteo Marzotto, attuale Presidente dell’Associazione: “Da più di 175 anni la nostra famiglia è impegnata industrialmente e culturalmente con progetti tesi alla crescita del nostro Paese e allo sviluppo della sua società. Tra questi, il Premio Gaetano Marzotto, che da tre anni è tornato a vivere con una progettualità nuova, volta al mondo dell’imprenditoria di ricerca e dell’innovazione attenta anche alle ricadute occupazionali e socio-culturali sul territorio; un progetto unico per il coinvolgimento attivo delle tante energie italiane, dai giovani imprenditori alle Università, dagli incubatori agli investitori, dai Ministeri alle Associazioni di categoria, ai giovanissimi start upper, che non si esaurisce in un semplice assegno, seppur importante, ma nella costruzione quotidiana di un ecosistema dell'innovazione in Italia, che segni il passo del nostro Paese”.

Lunedì 9 Dicembre
h. 14.30
Sala Riunioni Centro Piaggio

SERGIO GRAMMATICO
Automatic Control Laboratory
ETH Zurich, Switzerland

Control and Optimization under  Stochastic Uncertainty and Forecasts:  Theory, Applications and Open Challenges

 

ABSTRACT

Modern control design for uncertain dynamical systems tends towards considering the uncertainty as a stochastic, indeed random, input variable rather than an adversarial input. The motivation originates from many practical applications, for example the temperature regulation inside office buildings subject to weather uncertainty and forecasts, charging control policies of large populations of electric vehicles subject to uncertain power demand and pricing, and multi-echelon supply chain management subject to uncertain demand, lead times and pricing.
Such theoretical change of perspective allows to reduce the conservativism of robust, worst-case, control approaches and hence improve control performances. For instance, this is the case of Stochastic Model Predictive Control (MPC), which is supported by recent advances in stochastic programming. Constraints can be in fact treated in a probabilistic sense via so-called chance-constraints, allowing for constraint violations with chosen low probability. Randomized optimization offers a tractable machinery to approximate chance-constrained programs, becoming very effective whenever samples of the uncertainty are available from historical data and/or predictions, even if the underlying probability distribution is totally unknown.
In this talk, the theory of randomized control and optimization for systems subject to stochastic uncertainty is reviewed. Although the available theory is elegantly well developed when the underlying optimization problem is convex, and naturally applies to randomized linear MPC, some open questions of terrific practical importance are discussed. Finally, recent advances on random non-convex programs are presented, together with their application to randomized nonlinear MPC. These are still in their infancy, leaving open space for further developments.

SERGIO GRAMMATICO

Sergio Grammatico received the Bachelor’s degree (cum laude) in Computer Engineering, the Master’s degree (cum laude) in Automation Engineering, and the Ph.D. degree in Automation and Robotics, all from the University of Pisa, Italy, in February 2008, October 2009, and March 2013, respectively. He also received a Master’s degree (cum laude) in Automation Engineering from the Sant’Anna School of Advanced Studies of Pisa, Italy, in November 2011. In February—April 2010 and in November—December 2011, he visited the Department of Mathematics of the University of Hawai’i at Manoa; in January—July 2012, he visited the Department of Electrical and Computer Engineering at the University of California Santa Barbara. Since April 2013, Sergio Grammatico is a postdoctoral research fellow at the Automatic Control Laboratory, ETH Zurich, Switzerland.
His research interests cover Lyapunov-based control, model-predictive control, stochastic control systems, and stochastic optimization, with applications to buildings climate control, and large populations of power systems.

Il Centro Piaggio partecipa al Challenge Workshop della Andra Bocelli Foundation.

programma: http://www.abfmit2013.com/the-program/

streaming del workshop: http://webcast.amps.ms.mit.edu/i/institute/2013-2014/Bocelli/test/index.html

BBC Science, Gennaio 2014

Arrivano i Superumani