Regolamento Ingegneria Robotica e dell'Automazione
Corso di studi: Ingegneria Robotica e dell'Automazione (Laurea magistrale) Denominazione: Ingegneria Robotica e dell'Automazione Facoltà: INGEGNERIA Classe di appartenenza: LM-25 INGEGNERIA DELL'AUTOMAZIONE Interateneo: No Interfacoltà: No Obiettivi formativi: Il laureato del Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Robotica e dell’Automazione ha un profilo culturale e professionale focalizzato su conoscenze scientifiche e tecnologiche riguardanti l'automazione di sistema e di processo, la robotica industriale e la robotica mobile e di servizio sociale, che permettano l'innovazione e lo sviluppo della produzione, della progettazione avanzata, della pianificazione e della programmazione, della gestione di sistemi complessi, sia nella libera professione sia nelle imprese manifatturiere o di servizi, che nelle amministrazioni pubbliche. • La Laurea Magistrale in Ingegneria Robotica e dell’Automazione , i cui studenti hanno già conseguito nel percorso di studio del primo livello conoscenze di base nei settori fisico-matematico e informatico, dovrà essere in grado di formare laureati magistrali capaci di comprendere i principi e i paradigmi di funzionamento di sistemi robotici e per l’automazione, nonché di definire le specifiche di progetto di tali sistemi nei diversi contesti applicativi. • Gli obiettivi formativi specifici del Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Robotica e dell’Automazione sono quelli di formare figure professionali che: • avendo la conoscenza di tecniche e metodologie caratteristiche delle scienze di base (matematica, fisica), siano in grado di utilizzare tali conoscenze per interpretare e descrivere attraverso modelli formali i problemi tipici dell’Ingegneria dell’Automazione e della Robotica, con particolare riferimento alla modellistica, identificazione e simulazione di processi e di sistemi e al progetto di leggi e di strategie di controllo; • siano capaci di interfacciarsi con gli specialisti dei processi da automatizzare e siano in grado di suggerire soluzioni operative e di progetto più efficaci in termini tecnici ed economici; • siano in grado, attraverso la conoscenza e lo studio di tecnologie innovative e di avanguardia nel settore dell’automazione e della robotica, di affrontare problemi complessi in contesti intrinsecamente multidisciplinari; • siano capaci di utilizzare almeno una lingua dell’Unione Europea, anche con riferimento ai lessici più strettamente disciplinari; • siano in grado di aggiornare continuamente le proprie conoscenze. Tali obiettivi formativi sono ottenuti sia attraverso le attività didattiche offerte dal Corso di Studio, che favorendo le attività di tesi svolte sia in sede, che presso istituzioni straniere e/o realtà aziendali, scelte per la loro garanzia di qualità scientifico/tecnica. Numero programmato: Non programmato Numero stimato immatricolati: 40 Requisiti di ammissione: Per essere ammessi al Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Robotica e dell’Automazione Classe LM-25 occorre essere in possesso della laurea o del diploma universitario di durata triennale, ovvero di altro titolo di studio conseguito all’estero, riconosciuto idoneo. Il candidato deve presentare domanda con allegati almeno il certificato di laurea, o equivalente, e i programmi degli esami sostenuti. In base ai criteri di seguito illustrati vengono stabiliti i requisiti curriculari e l’adeguatezza della personale preparazione per l’accesso al Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Robotica e dell’Automazione Classe LM-25 ai sensi dell’art. 6, comma 2, del D.M. 270/2004. L’ammissione al Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Robotica e dell’Automazione Classe LM-25 viene decisa sulla base dell’esistenza di entrambi i requisiti (curriculari e di preparazione). Il Consiglio di Corso di Studio (CDS) nomina una Commissione Istruttoria di Valutazione (CIV), composta da due o più docenti con il compito di: • esaminare le domande di ammissione, • valutare i curricula dei candidati, • verificare il possesso dei requisiti curriculari e personali, • proporre al CDS l’ammissione o la non ammissione del candidato, • indicare le eventuali modalità per l’ottenimento dei requisiti mancanti. REQUISITI CURRICULARI Il candidato che ha acquisito CFU nei seguenti settori scientifico disciplinari (SSD) sotto riportati soddisfa i requisiti curriculari. 1) Numero minimo di 42 CFU per esami effettivamente sostenuti nei settori scientifico disciplinari (SSD) indicati per le attività formative di base negli ambiti disciplinari delle lauree triennali afferenti alle classi L-8 (INF/01, ING-INF/05, MAT/02, MAT/03, MAT/05, MAT/06, MAT/07, MAT/08, MAT/09, SECS-S/02, CHIM/07, FIS/01, FIS/03), ed L-9 (INF/01,INGINF/ 05, MAT/02, MAT/03, MAT/05, MAT/06, MAT/07, MAT/08, MAT/09, SECS-S/02, CHIM/03, CHIM/07, FIS/01, FIS/03), di cui almeno: - 36 CFU nei SSD: MAT/03 MAT/05 MAT/06 MAT 07 MAT/08 MAT/09 FIS/01 FIS/03; 2) Possesso di un numero minimo di 45 CFU nei SSD indicati per le attività formative caratterizzanti negli ambiti disciplinari delle lauree triennali afferenti alle classi L-8 e L-9, di cui almeno - 9 CFU nei SSD: ING INF/04 ING IND/32 ING IND/13 - 12 CFU nei SSD: ING INF/05 ING IND/31 ING IND/14 In caso di candidato con titolo acquisito all’estero, la CIV valuterà i requisiti curriculari sulla base della durata temporale dei singoli insegnamenti e dei programmi dei relativi esami sostenuti E’ inoltre richiesta una adeguata conoscenza della lingua Inglese certificata dal superamento di un esame di almeno 3 CFU nel corso di laurea triennale o mediante un diploma almeno di livello B1, secondo il Quadro Comune Europeo di riferimento per le Lingue. REQUISITI DI PREPARAZIONE PERSONALE In accordo con il Regolamento Didattico di Ateneo, la CIV: • può proporre al CDS di accettare ovvero di respingere la domanda di iscrizione del Candidato sulla base della valutazione della documentazione presentata con la domanda di ammissione, • può proporre al CDS di rimandare il candidato al colloquio di ammissione indicando il programma su cui verterà il colloquio, secondo la procedura descritta di seguito Colloquio di ammissione Il colloquio di ammissione ha lo scopo di accertare che il candidato possieda la preparazione necessaria per affrontare proficuamente gli studi magistrali.
Regolamento Ingegneria Robotica e dell'Automazione I colloqui di ammissione si svolgono in almeno due sessioni nel corso dell’anno accademico. Al candidato è assegnata, con provvedimento del Presidente del CDS, su delega del Preside, una specifica commissione esaminatrice composta da due o più docenti. Il programma del colloquio, individuato dalla CIV, sarà preventivamente comunicato al candidato dal Presidente del CDS. Al termine del colloquio la commissione esaminatrice formula un giudizio definitivo di idoneità oppure di non idoneità all’ammissione, eventualmente evidenziando requisiti mancanti. Specifica CFU: Il Corso di Studio, conformemente al Regolamento Didattico della Facoltà di Ingegneria e fatti salvi i casi in cui ciò risultasse incompatibile con normative europee, adotta, nel definire il calendario delle lezioni, delle esercitazioni e dei laboratori, i seguenti criteri: 1. per le attività formative aventi la tipologia di lezione: il lavoro complessivo dello studente deve essere svolto mediamente per 1/3 seguendo le attività in aula e per 2/3 dedicandosi allo studio individuale degli argomenti trattati. 2. per le attività formative aventi la tipologia di esercitazione o di laboratorio progettuale: il lavoro complessivo dello studente deve essere svolto mediamente per 1/2 seguendo le attività in aula e per 1/2 dedicandosi allo studio individuale degli argomenti trattati. 3. per le attività formative aventi la tipologia di laboratorio sperimentale: il lavoro complessivo dello studente deve essere svolto interamente in laboratorio. Per ciascun corso, la suddivisione in ore di lezione ed esercitazione, nonché le attività di laboratorio e le loro tipologie, sono approvate dal Consiglio di Corso di Studio, con il vincolo che ore di esercitazione non possono superare il 50% delle ore complessive di insegnamento (lezioni più esercitazioni). Tutte le attività formative, conformemente al Regolamento Didattico della Facoltà di Ingegneria , sono basate su moduli da 3, 6, 9 e 12 CFU. A ciascun corso, ad esclusione dei corsi di lingua e delle attività diverse (stage, tirocini, prove finali, è attribuito un minimo di 6 CFU. I corsi integrati sono composti da non più di due moduli didattici, relativi a discipline effettivamente omogenee o affini. Modalità determinazione voto di Laurea: L'elaborato finale (tesi), relativo a un'attività di progettazione o di ricerca, viene predisposto sotto la guida di relatori, i primi due dei quali devono essere professori ufficiali o ricercatori confermati della Facoltà e gli eventuali altri possono anche essere personalità esterne. Qualora la complessità dell'argomento da trattare lo richieda, è consentito lo sviluppo della tesi da parte di una coppia di studenti. L’attività svolta e i risultati conseguiti sono documentati in una dissertazione scritta in lingua italiana o inglese e che il candidato dovrà esporre alla Commissione di Laurea. La Commissione per la prova finale è nominata dal Preside su proposta del Presidente del Corso di Laurea Magistrale, o direttamente da quest’ultimo su delega del Preside. L'elaborato, presentato e discusso, viene valutato dalla Commissione di Laurea Magistrale, oltre che in base alla qualità del lavoro svolto, anche in relazione alla padronanza dei temi trattati, alla capacità di operare in modo autonomo, alle attitudini di sintesi e alle capacità di comunicazione e comunque tenendo conto delle modalità fissate nel regolamento del corso di studio. Attività di ricerca rilevante: Le attività di ricerca rilevanti sono nell'area dell'automazione e della robotica e legate agli aspetti scientifici e tecnologici prioritari a livello nazionale ed internazionale. Più in dettaglio le attività dei docenti di riferimento, documentate da progetti di ricerca internazionali e nazionali e dalle numerosissime pubblicazioni scientifiche si riferiscono, oltre che alle materie di base del settore (Teoria dei sistemi, Identificazione e Teoria del controllo) ad applicazioni del controllo e dei sistemi di guida e navigazione in campo marino, terrestre e aerospaziale. Va evidenziata l'attività nel settore della Robotica, in particolare per quel che riguarda la manipolazione fine e le interfacce aptiche, oltre che la pianificazione e il controllo di veicoli robotici autonomi, o di gruppi di veicoli. Docenti referenti: Bicchi Antonio (PO, ING-INF/04, 6 CFU), Caiti Andrea (PO, ING-INF/04, 12 CFU), Gabiccini Marco (RC, ING IND/13, 6 CFU), Innocenti Mario (PO, ING-INF/04, 6 CFU), Landi Alberto (PO, ING-INF04, 12 CFU), Pallottino Lucia (RC, ING-INF04, 6 CFU), Pollini Lorenzo (RC, ING-INF04, 6 CFU), Psaroudakis Panajotis (RC, ING-IND/08, 6 CFU), Zini Giancarlo (PO, ING-INF/04, 12 CFU). Percorso di eccellenza: Il Corso di Studio, conformemente ai Regolamenti di Ateneo e di Facoltà, riconosce gli allievi più meritevoli la possibilità di frequentare un "Percorso di Eccellenza" (PE) che prevede attività didattiche, aggiuntive rispetto a quelle curriculari, tese all'ampliamento della cultura generale, all'approfondimento delle conoscenze tecnico-scientifiche e all'accrescimento delle abilità professionali. Il PE prevede attività formative per 6 CFU ogni anno, per complessivi 12 CFU, che vengono riconosciuti previo superamento di una prova o un colloquio al termine di ciascuna attività. Gli allievi vengono ammessi al P.E. su domanda. Per l'ingresso nel PE e la permanenza negli anni successivi al primo gli allievi devono possedere requisiti di carriera sia quantitativi (crediti acquisiti) che qualitativi (voti conseguiti, incluso il voto di Laurea). Rapporto con il mondo del lavoro: Il rapporto con il mondo del lavoro è molto diversificato e fa riferimento al successo ottenuto dalla Laurea Specialistica in Ingegneria dell'Automazione attualmente presente nell'offerta formativa DM 509 dell'Università di Pisa e certificata secondo il modello CRUI. Tale rapporto si distingue in due fasi. La prima fase riguarda la relazione tra il Corso di Studio ed il mondo aziendale durante il percorso formativo biennale. In questa fase il rapporto con la realtà aziendale e di lavoro si estrinseca sia con l'intervento industriale nella fase propositiva come parte integrante della gestione di qualità del processo formativo, sia nel contributo formativo degli allievi mediante seminari ad hoc e supporto in attività di tesi. La tipologia include sia realtà locali quali il Polo Tecnologico pisano e ENEL ricerca, spin off tecnologiche nella robotica ed aerospazio (Scienza Machinalis, ALTA), che regionali quali l'industria cartaria della lucchesia, la robotica industriale (QDesign), Finmeccanica sistemi subacquei, che organizzazioni pubbliche (Regione Toscana, NURC), che realtà nazionali (Siemens Automation, Rockwell Automation, DADA automotive, Ferrari, Finmeccanica (Ansaldo, Galileo Avionica, Alenia Aeronautica, NM Marine, Danieli, MBDA, Oto Melara). La seconda fase riguarda il rapporto ndirizzato all'impiego dell'allievo una volta laureato. Questa fase comprende due aspetti; il primo è l'indirizzamento verso attività di studio di terzo livello e di ricerca. In tal senso, la Laurea Magistrale in Ingegneria Automatica e Robotica è fortemente integrata con gli studi di dottorato in Automatica, Robotica e Bioingegneria e contribuisce all'accrescimento culturale e formativo attraverso le numerose attività di ricerca di base e tecnologica legate a collaborazioni nazionali ed internazionali. Il secondo aspetto è il legame con realtà industriali ad alto contenuto tecnologico, che possono offrire al laureato possibilità di impiego, sia diretto, che in forma di outsourcing.
Regolamento Ingegneria Robotica e dell'Automazione
Curriculum: CURRICULUM UNICO Primo anno (60 CFU) Controllo digitale e dei processi (12 CFU)
Controllo digitale e dei processi
CFU
SSD
Tipologia
12
ING-INF/04
Caratterizzanti
Meccanica dei robot (6 CFU)
Meccanica dei robot
CFU
SSD
Tipologia
6
ING-IND/13
Caratterizzanti
Teoria dei sistemi e del controllo (12 CFU)
Teoria dei sistemi e del controllo
CFU
SSD
Tipologia
12
ING-INF/04
Caratterizzanti
Probabilità e Processi Stocastici (6 CFU)
Probabilità e Processi Stocastici
CFU
SSD
Tipologia
6
MAT/06
Affini o integrative
Gruppo: GRUPPO B ( 6 CFU) Descrizione Gruppo di materie caratterizzanti
Tipologia
Ambito
Caratterizzanti
Ingegneria dell'automazione
Tipologia
Ambito
Gruppo: GRUPPO A ( 12 CFU) Descrizione Gruppo materie affini
Affini o integrative
Attività a scelta (6 CFU) CFU Attività a scelta
6
SSD
Tipologia Altre attività - scelta libera dello studente
Regolamento Ingegneria Robotica e dell'Automazione
Curriculum: CURRICULUM UNICO Secondo anno (60 CFU) Controllo e identificazione dei sistemi incerti (12 CFU) CFU
SSD
Tipologia
Identificazione dei sistemi incerti
6
ING-INF/04
Caratterizzanti
Controllo dei sistemi incerti
6
ING-INF/04
Caratterizzanti
Robotica (12 CFU) CFU
SSD
Tipologia
Sistemi robotici distribuiti
6
ING-INF/04
Caratterizzanti
Controllo del robot
6
ING-INF/04
Caratterizzanti
Sistemi di guida e navigazione (6 CFU)
Sistemi di guida e navigazione
CFU
SSD
Tipologia
6
ING-INF/04
Caratterizzanti
Gruppo: GRUPPO B ( 6 CFU) Descrizione Gruppo di materie caratterizzanti
Tipologia
Ambito
Caratterizzanti
Ingegneria dell'automazione
Attività a scelta (6 CFU) CFU Attività a scelta
SSD
6
Tipologia Altre attività - scelta libera dello studente
Prova finale (18 CFU) CFU
SSD
Tipologia
Prova finale
17
Prova finale
Altre attività formative
1
Altre attività - Altre conoscenze utili per l’inserimento nel mondo del lavoro
Regolamento Ingegneria Robotica e dell'Automazione
Gruppi per attività a scelta nel CDS Ingegneria Robotica e dell'Automazione Gruppo GRUPPO B (6 CFU) Descrizione: Gruppo di materie caratterizzanti Tipologia : Caratterizzanti Ambito: Ingegneria dell'automazione Attività contenute nel gruppo Cibernetica fisiologica (6 CFU) Modulo Cibernetica fisiologica
CFU 6
SSD ING-INF/04 AUTOMATICA
Tipologia Caratterizzanti
Caratteristica lezioni frontali
Controllo dei veicoli (6 CFU) Modulo Controllo dei veicoli
CFU 6
SSD ING-INF/04 AUTOMATICA
Tipologia Caratterizzanti
Caratteristica lezioni frontali + esercitazioni
Dinamica dei veicoli (6 CFU) Modulo Dinamica dei veicoli
CFU 6
SSD
Tipologia
ING-IND/13 MECCANICA Caratterizzanti APPLICATA ALLE MACCHINE
Caratteristica lezioni frontali
Laboratorio di Meccanica e Meccatronica (6 CFU) Modulo Laboratorio di Meccanica e Meccatronica
CFU 6
SSD
Tipologia
ING-IND/13 MECCANICA Caratterizzanti APPLICATA ALLE MACCHINE
Caratteristica lezioni frontali + esercitazioni
Sistemi subacquei (6 CFU) Modulo Sistemi subacquei
CFU 6
SSD ING-INF/04 AUTOMATICA
Tipologia Caratterizzanti
Caratteristica lezioni frontali
Gruppo GRUPPO A (12 CFU) Descrizione: Gruppo materie affini Tipologia : Affini o integrative Attività contenute nel gruppo Informatica e Sistemi in tempo reale (6 CFU) Modulo Informatica e Sistemi in tempo reale
CFU 6
SSD ING-INF/05 SISTEMI DI ELABORAZIONE DELLE INFORMAZIONI
Tipologia Affini o integrative
Caratteristica lezioni frontali + esercitazioni
Sistemi Elettronici per Automazione e Robotica (6 CFU) Modulo Sistemi Elettronici per Automazione e Robotica
CFU 6
SSD ING-INF/01 ELETTRONICA
Tipologia Affini o integrative
Caratteristica lezioni frontali + esercitazioni
Termofluidodinamica e macchine (6 CFU) Modulo Termofluidodinamica e macchine
CFU 6
SSD ING-IND/08 MACCHINE A FLUIDO
Tipologia Affini o integrative
Caratteristica lezioni frontali
Regolamento Ingegneria Robotica e dell'Automazione
Attività formative definite nel CDS Ingegneria Robotica e dell'Automazione Attività a scelta (6 CFU) Denominazione in Inglese: Free Elective CFU: 6 Modalità di verifica finale: Esame a scelta dello studente: le modalità di verifica dipendono dall'esame scelto Lingua ufficiale: Italiano Moduli Denominazione Attività a scelta
CFU
SSD
6
Tipologia
Caratteristica
Altre attività - scelta libera dello lezioni frontali studente
Cibernetica fisiologica (6 CFU) Denominazione in Inglese: Physiological Cybernetics Obiettivi formativi: E' un insegnamento che ricopre un campo di indagine altamente interdisciplinare, che si occupa di modellizzare, attraverso gli strumenti matematici propri della teoria dei controlli automatici, i processi fisici e chimici degli organismi viventi, al fine di interpretarne e prevederne il comportamento ed eventualmente di dimensionarne il controllo per mezzo di farmaci o sistemi meccatronici. Per acquisire le competenze necessarie a questo scopo, nel corso verranno richiamati alcuni concetti fondamentali della teoria dei controlli automatici anche nel caso della presenza di fenomeni nonlineari; si presenteranno le interpretazioni di Firestone e di Maxwell sulle analogie elettromeccaniche, che risulteranno utili per comprendere in modo intuitivo il comportamento di molti modelli di sistemi biologici. Lo studio di alcuni modelli di sistemi biologici sarà utile per comprendere le difficoltà teoriche e applicative della cibernetica fisiologica, ma anche le sue potenzialità. In particolare si vedranno modelli di: riflesso patellare, meccanica respiratoria, regolazione del flusso cardiaco, regolazione del glucosio, con l’introduzione di nonlinearità e interrelazioni complesse e con particolare riferimento alle diverse tipologie di diabete; regolazione di osmolarità e volemia, allo scopo di mostrare come sia possibile una modellazione di processi complessi con più interazioni di diverse componenti ormonali, al fine di costruire un modello dinamico utile, oltre che alla comprensione schematica dei meccanismi fisiologici del fenomeno, anche al progetto di metodi automatici per il controllo farmacologico; modellazione delle dinamiche cellulari coinvolte nella patologia dell’HIV e della leucemia mieloide cronica, allo scopo di identificare modelli predittivi accurati per una previsione dell’efficacia delle terapie farmacologiche; modelli epidemiologici, oggi particolarmente importanti per una ottimizzazione delle strategie vaccinali. Il corso presenta argomenti tipici del settore dell’automazione, ma prevede anche lo sviluppo autonomo dello studente, su base volontaria, di progetti originali di modelli di sistemi fisiologici, la loro simulazione (in ambiente Simulink) e la loro validazione con il contributo, se possibile, di esperti del settore (in genere medici o biologi) e di una stretta collaborazione con docenti che sviluppano modelli biologici con l’approccio compartimentale. CFU: 6 Modalità di verifica finale: Prova orale con valutazione in trentesimi Lingua ufficiale: Italiano Moduli Denominazione Cibernetica fisiologica
CFU 6
SSD ING-INF/04 AUTOMATICA
Tipologia Caratterizzanti
Caratteristica lezioni frontali
Controllo dei veicoli (6 CFU) Denominazione in Inglese: Vehicle Control Systems Obiettivi formativi: Il corso si propone di fornire una preparazione di base sull’impiego e la progettazione dei sistemi elettronici di controllo nell’industria automobilistica. Insieme ad una panoramica generale delle applicazioni attualmente sviluppate nell’industria, sono illustrati gli sviluppi futuri oggi in sperimentazione e sono trattate nel dettaglio problematiche di progettazione particolarmente significative ed esemplificative delle più importanti funzionalità di controllo presenti sugli autoveicoli. Capacità. L’insegnamento ha l’obiettivo di sviluppare la capacità di valutare, selezionare ed applicare metodologie di progettazione di sistemi di controllo acquisite nei corsi non applicativi, in contesti concreti di progettazione nel settore delle applicazioni automobilistiche, considerando tutte le fasi dello sviluppo: dalla definizione delle specifiche all’elaborazione del modello, dalla sintesi dell’algoritmo alla definizione delle specifiche di implementazione. Comportamenti. L’insegnamento ha l’obiettivo di sensibilizzare gli studenti sulla complessità dell’attività di progettazione in un contesto industriale, dove le proprie conoscenze e competenze devono operare in sinergia e complementarietà con altre per la soluzione di problemi di progettazione che hanno una natura multidisciplinare e sono soggetti a vincoli di risorse, di tempi di sviluppo e di mercato. Nell’affrontare le tematiche del corso sono stimolate le sensibilità nei riguardi delle problematiche ambientali e della sicurezza, dato il grande impatto sociale dei mezzi di trasporto su strada. CFU: 6 Modalità di verifica finale: Prova orale con valutazione in trentesimi Lingua ufficiale: Italiano Moduli Denominazione Controllo dei veicoli
CFU 6
SSD ING-INF/04 AUTOMATICA
Tipologia Caratterizzanti
Caratteristica lezioni frontali + esercitazioni
Regolamento Ingegneria Robotica e dell'Automazione
Controllo digitale e dei processi (12 CFU) Denominazione in Inglese: Digital and Process Control Obiettivi formativi: Il corso si suddivide in due parti tra loro complementari. Nella prima si propone di fornire le basi per l’analisi e il controllo digitale dei sistemi dinamici. Lo scopo è di descrivere le tecniche di discretizzazione dei segnali, le metodologie di analisi e controllo dei sistemi discreti, o con componenti discreti. Vengono presentate le tecniche principali per la analisi e la sintesi dei controllori digitali e viene affrontata la sintesi dei regolatori standard per le applicazioni ingegneristiche di interesse nel campo dell’automazione. Nella seconda parte Il corso si propone di fornire le basi per l’analisi e per il controllo dei processi multivariabili. Vengono perciò presentate le tecniche principali per la analisi e la sintesi dei controllori decentralizzati. Vengono affrontate la sintesi dei controllori nel dominio della frequenza e le tecniche di monitoraggio per le applicazioni ingegneristiche di interesse nel campo dell’automazione. L'insegnamento ha l'obiettivo di sviluppare le capacità di analisi di sistemi di controllo e di sintesi di sistemi automatici digitali e di processo. L'insegnamento ha inoltre l'obiettivo di sviluppare capacità metodologiche generali di impostazione di un problema di automazione dal punto di vista fisico-informatico. CFU: 12 Modalità di verifica finale: Prova orale con valutazione in trentesimi Lingua ufficiale: Italiano Moduli Denominazione
CFU
Controllo digitale e dei processi 12
SSD ING-INF/04 AUTOMATICA
Tipologia Caratterizzanti
Caratteristica lezioni frontali + esercitazioni
Controllo e identificazione dei sistemi incerti (12 CFU) Denominazione in Inglese: Control and Identification of Uncertain Systems Obiettivi formativi: Il corso si propone di fornire un insieme di metodologie per l’analisi di sistemi dinamici in condizioni di incertezza, per la stima delle grandezze incerte e per il trattamento conseguente dei dati di processo. Vengono in particolare fornite conoscenze riguardanti la teoria della stima, i processi stocastici dinamici lineari (modelli autoregressivi, a media mobile, …), il filtraggio ricorsivo e l’analisi dei dati (periodogramma, componenti spettrali,…). L'insegnamento ha l'obiettivo di sviluppare le capacità di analisi critica di situazioni con incertezza sul sistema dinamico e sul sistema di misura, e di fornire un insieme di metodologie che consentano di progettare e porre in atto esperimenti per la stima di grandezze dinamiche incerte. L'insegnamento ha infine l'obiettivo di rendere gli studenti consapevoli delle problematiche pratiche legate alle incertezze nei processi dinamici, industriali e non; l’insegnamento ha inoltre l’obiettivo di sviluppare le capacità di analisi e sintesi degli studenti per consentire un approccio razionale e metodologicamente motivato alla gestione dell’incertezza. CFU: 12 Modalità di verifica finale: Prova orale con valutazione in trentesimi Lingua ufficiale: Italiano Moduli Denominazione
CFU
SSD
Tipologia
Caratteristica
Identificazione dei sistemi incerti
6
ING-INF/04 AUTOMATICA
Caratterizzanti
lezioni frontali
Controllo dei sistemi incerti
6
ING-INF/04 AUTOMATICA
Caratterizzanti
lezioni frontali
Dinamica dei veicoli (6 CFU) Denominazione in Inglese: Vehicle Dynamics Obiettivi formativi: L'insegnamento ha lo scopo di fornire gli strumenti per comprendere ed analizzare il funzionamento dinamico degli autoveicoli. L'insegnamento si propone di analizzare criticamente la modellazione degli autoveicoli al fine di meglio comprenderne il comportamento dinamico, a partire dal modello meccanico della ruota con pneumatico. L’insegnamento si prefigge l’obiettivo di sviluppare le capacità di saper creare un modello di veicolo, e di studiare le problematiche in termini di assetto, frenatura e stabilità. L’insegnamento ha l’obiettivo di sensibilizzare gli studenti sulla complessità dell’attività di modellazione nel contesto veicolistico, dove le proprie conoscenze e competenze devono poter portare allo studio di sistemi complessi. CFU: 6 Modalità di verifica finale: Prova orale con valutazione in trentesimi Lingua ufficiale: Italiano Moduli Denominazione Dinamica dei veicoli
CFU 6
SSD
Tipologia
ING-IND/13 MECCANICA Caratterizzanti APPLICATA ALLE MACCHINE
Caratteristica lezioni frontali
Informatica e Sistemi in tempo reale (6 CFU) Denominazione in Inglese: Informatics and Real Time Systems Obiettivi formativi: Il corso si propone l'obiettivo di fornire le basi per la progettazione e l'implementazione di controllori digitali software
Regolamento Ingegneria Robotica e dell'Automazione tramite sistemi operativi real-time concorrenti. In una prima fase vengono richiamati i principi di programmazione e le conoscenze di base in C necessarie. Vengono poi affrontati argomenti sia di progettazione software che di progettazione di un controllore digitale, tenendo conto di ritardi e approssimazioni introdotti dal supporto digitale. L'obiettivo del corso è duplice. Da un lato, si vuole far prendere coscienza allo studente dei problemi pratici legati al passaggio da un ambiente di progettazione teorico-simulativo all'implementazione pratica. Dall'altro, si vogliono sviluppare tecniche di progettazione e programmazione che permettano una corretta implementazione real-time. L'insegnamento ha l'obiettivo di sensibilizzare gli studenti al problema di “integrazione” tra tecniche strettamente software e tecniche di progettazione di controllori. Lo studente dovrà sviluppare un approccio metodologico integrato che permetta di prevedere problemi di natura implementativa, e quindi tenerne in conto, già nelle prime fasi della progettazione. CFU: 6 Modalità di verifica finale: Prova orale con valutazione in trentesimi Lingua ufficiale: Italiano Moduli Denominazione Informatica e Sistemi in tempo reale
CFU 6
SSD ING-INF/05 SISTEMI DI ELABORAZIONE DELLE INFORMAZIONI
Tipologia Affini o integrative
Caratteristica lezioni frontali + esercitazioni
Laboratorio di Meccanica e Meccatronica (6 CFU) Denominazione in Inglese: Mechanics and Mechatronics Laboratory Obiettivi formativi: Il corso di “Meccatronica” mira a fornire competenze di base per la modellazione, la pianificazione del movimento e la realizzazione di sistemi di automazione a controllo digitale. Il corso offre allo studente competenze per affrontare la progettazione di una architettura di controllo funzionale. Il corso esaminerà le componenti di un sistema di automazione dai quattro diversi punti di vista, meccanica, elettronica, programmazione e controllo. Tali tematiche verranno affrontate da una prospettiva di insieme, relazionando come eventuali scelte/limitazioni sulla struttura di controllo, meccanica, e/o elettronica si relazionino tra loro e concorrano insieme a definire le prestazioni complessive di sistema. Il corso di compone di lezioni teoriche ed esercitazioni sia in aula informatica che in laboratorio. Obiettivi formativi in Inglese: The class of “Mechatronics” aims at provide fundamental competences to design, control and implement automatic systems driven by digital controllers. The class offers to its students competences to design control architecture based on a functional description of the system behavior. The class will investigate the compoenents involved in the automation system design according to four different perspectives: mechanical characteristics, electronic interface, programming and control. All these perspectives will be related each other in order to understand how the choices/limitations will interfere each other and concur to the overall system performances. The course is organized into theoretical and experimental teachings. CFU: 6 Modalità di verifica finale: Prova orale con progetto e valutazione in trentesimi Lingua ufficiale: Italiano Moduli Denominazione Laboratorio di Meccanica e Meccatronica
CFU 6
SSD
Tipologia
ING-IND/13 MECCANICA Caratterizzanti APPLICATA ALLE MACCHINE
Caratteristica lezioni frontali + esercitazioni
Meccanica dei robot (6 CFU) Denominazione in Inglese: Mechanics of robots Obiettivi formativi: L'insegnamento è organizzato in modo da fornire allo studente gli strumenti per la costruzione di modelli dinamici di sistemi meccanici complessi, quali i bracci manipolatori, le piattaforme di manipolazione parallele, e i veicoli autonomi. Il corso si propone di fornire agli allievi le nozioni fondamentali e gli strumenti necessari per l’analisi, la progettazione ed il controllo di sistemi robotici, intesi nella loro più ampia accezione: sistemi meccanici controllati da un processore digitale, dotati di capacità sensoriali e di intervento sull’ambiente, con caratteristiche di elevata autonomia e di facile interazione con l’uomo. Lo studente al termine del corso è posto in grado di: • Conoscere le tipologie e le applicazioni dei sistemi robotici usati nell’industria e in altri settori dell’economia e dei servizi; • Saper definire i modelli geometrici, cinematici e dinamici dei sistemi meccanici utilizzati in robotica; L'insegnamento ha l'obiettivo di sensibilizzare gli studenti ad affrontare un problema di ingegneria mediante un approccio metodologico, organico, basato sulla modellistica del fenomeno fisico e sugli strumenti analitici atti ad affrontare soluzioni ingegneristiche. Obiettivi formativi in Inglese: Prova orale con valutazione in trentesimi CFU: 6 Modalità di verifica finale: ESAME Lingua ufficiale: Italiano Moduli Denominazione Meccanica dei robot
CFU 6
SSD ING-IND/13 MECCANICA
Tipologia Caratterizzanti
Caratteristica lezioni frontali + esercitazioni
Regolamento Ingegneria Robotica e dell'Automazione Denominazione
CFU
SSD
Tipologia
Caratteristica
APPLICATA ALLE MACCHINE
Probabilità e Processi Stocastici (6 CFU) Denominazione in Inglese: Probability and Stochastic Processes Obiettivi formativi: Le conoscenze fornite dall’insegnamento sono relative aille nozioni di base del Calcolo delle Probabilità: spazio degli eventi, misure di probabilità; probabilità condizionale, indipendenza, formule di fattorizzazione e di Bayes; funzione di distribuzione cumulativa, densità di probabilità; variabili aleatorie, valor medio, varianza ed altre grandezze medie, funzione generatrice e caratteristica; principali esempi di variabili aleatorie discrete e continue; legge dei grandi numeri, teorema limite centrale, grandi deviazioni. Saranno inoltre trattati gli elementi generali di teoria dei processi stocastici: processi stocastici a tempo discreto e continuo, campi aleatori; loro valori medi del primo e secondo ordine; processi gaussiani; processi stazionari e processi ergodici; proprietà di Markov; alcuni esempi, come il moto browniano ed il processo di Poisson. Approfondimenti sui processi stocastici: catene di Markov a tempo discreto, misure invarianti; processi di Markov a salti, legame con la teoria delle code; equazioni differenziali stocastiche, equazione di Fokker-Planck.
Obiettivi formativi in Inglese: The course will be focused on Elements of Probability Theory, i.e., event space, probability measures; conditional probability, independence, factorization and Bayes formulae; cumulative distribution functions, probability density functions; random variables, expected value, variance and other mean values, generating and characteristic functions; main discrete and continuous examples of random variables; law of large numbers, central limit theorem, large deviations. Moreover, in the part of elements on stochastic processes: discrete and continuous time processes, random fields; average values of first and second order; Gaussian processes; stationary and ergodic processes; Markov property; examples, like Brownian motion and Poisson process. Selected topics on stochastic processes: Discrete time Markov chains, invariant measures; jump Markov processes, link with queuing theory; stochastic differential equations, Fokker-Planck equations. CFU: 6 Modalità di verifica finale: Prova orale con valutazione in trentesimi Lingua ufficiale: Italiano Moduli Denominazione Probabilità e Processi Stocastici
CFU 6
SSD MAT/06 PROBABILITA E STATISTICA MATEMATICA
Tipologia Affini o integrative
Caratteristica lezioni frontali
Prova finale (18 CFU) Denominazione in Inglese: Final Examination Obiettivi formativi: La prova finale consiste nella presentazione da parte del laureando della attività di tesi svolta come approfondimento di fine corso nelle discipline tipiche dell'Ingegneria Robotica e dell'Automazione. Obiettivi formativi in Inglese: The final assessment consists in the appraisal of students' ability to work independently and to clearly and confidently present and discuss the results of an original research project on a specific topic of either a theoretical or experimental nature. CFU: 18 Modalità di verifica finale: Dissertazione orale conclusiva per ottenere la Laurea con valutazione in centodecimi Lingua ufficiale: Italiano Moduli Denominazione
CFU
SSD
Tipologia
Caratteristica
Prova finale
17
No settore
Prova finale
prova finale
Altre attività formative
1
No settore
Altre attività - Altre conoscenze altro utili per l’inserimento nel mondo del lavoro
Robotica (12 CFU) Denominazione in Inglese: Robotics Obiettivi formativi: L'insegnamento è organizzato in due parti. Nella prima si forniscono allo studente gli strumenti le nozioni fondamentali e gli strumenti necessari per l’analisi, la progettazione di algoritmi per il controllo e la gestione di sistemi distribuiti per l'automazione e la robotica, sia in ambito industriale che di servizio. Nella seconda parte si affronta il problema del controllo dei robot manipolatori e dei veicoli autonomi (a bassa velocità). CFU: 12 Modalità di verifica finale: Prova orale con valutazione in trentesimi Lingua ufficiale: Italiano Moduli Denominazione
CFU
SSD
Tipologia
Caratteristica
Regolamento Ingegneria Robotica e dell'Automazione Denominazione
CFU
SSD
Tipologia
Caratteristica
Sistemi robotici distribuiti
6
ING-INF/04 AUTOMATICA
Caratterizzanti
lezioni frontali
Controllo del robot
6
ING-INF/04 AUTOMATICA
Caratterizzanti
lezioni frontali
Sistemi di guida e navigazione (6 CFU) Denominazione in Inglese: Guidance and Navigation Systems Obiettivi formativi: L’insegnamento ha lo scopo di illustrare gli strumenti e le metodologie per la guida, la navigazione ed il controllo di veicoli autonomi e semi autonomi con particolare riguardo alle metodologie di localizzazione, inseguimento e stima di traiettorie, individuazione di guasti, navigazione in formazione e in spazi vincolati. Vengono presentate le tecniche principali di guida e le caratterizzazioni delle tecniche di misura della posizione e del calcolo del fix di navigazione. Viene affrontato il problema dell’integrazione di vari sistemi di navigazione per la riduzione dell’errore di posizione. L'insegnamento ha l'obiettivo di sviluppare le capacità di analisi riguardanti le problematiche di guida e navigazione di veicoli mobili. Obiettivi formativi in Inglese: Understand the principles of navigation by inertial, celestial, and radio (including GPS) methods, the principles of guidance and control of 6-DOF motion, the characteristics and noise models of sensors, and the dynamic behavior of controlled and guided systems. Particular emphasis is given to integrated navigation systems and guidance techniques for unmanned vehicles. Tools acquired during the course: kinematics and dynamics of 6-DOF motion, inertial sensors (gyroscope and accelerometers) modeling and mechanization, GPS and GNSS navigation, principles of Geodesy and the WGS-84 datum, probability, random processes, and the Kalman Filter, classical and advanced guidance techniques, path planning and trajectory tracking. CFU: 6 Modalità di verifica finale: Prova orale con valutazione in trentesimi Lingua ufficiale: Italiano Moduli Denominazione Sistemi di guida e navigazione
CFU 6
SSD ING-INF/04 AUTOMATICA
Tipologia Caratterizzanti
Caratteristica lezioni frontali
Sistemi Elettronici per Automazione e Robotica (6 CFU) Denominazione in Inglese: Electronic Systems for Automation and Robotics Obiettivi formativi: Le conoscenze fornite dall’insegnamento sono relative ai sistemi elettronici per applicazioni di automazione e robotica. Verranno affrontati sia aspetti di interfacciamento col mondo esterno (acquisizione da sensori, comando di attuatori) sia gli aspetti di comunicazione ed elaborazione digitale con programmabilità sia software (esecuzione di istruzioni in micro-controllori e/o DSP) che hardware (impostazione sul campo della connettività in PLD e FPGA). Dei diversi sistemi verranno analizzate le architetture logiche, le caratteristiche elettriche, i linguaggi e strumenti CAD di modellizzazione e sviluppo hardware-software, i bus di comunicazione per applicazioni di controllo. In tali settori lo studente maturerà competenze specifiche anche mediante attività progettuali. Verranno mostrati esempi applicativi di sistemi per acquisizione dati da sensori, per controllo di veicoli e/o per automazione industriale. Obiettivi formativi in Inglese: The course will be focused on electronic system for control engineering in automation and robotics. The course will consider electronic-based solutions for sensor interfacing, actuator driving, digital signal processing, communication in distributed control systems. Both software programmable (based on microcontrollers or DSP) and hardware configurable (based on PLD and FPGA) electronic systems will be discussed. For the above solutions the course will analyze the relevant architectures, the electric characteristics of the building components, the CAD tools used for their modeling and design, the communication bus. Several application examples (e.g. sensor signal conditioning, electronic control systems for automotive or industrial automation) will be showed and the students will be also involved in “hands-on” activities. CFU: 6 Modalità di verifica finale: Prova orale con progetto e valutazione in trentesimi Lingua ufficiale: Italiano Moduli Denominazione Sistemi Elettronici per Automazione e Robotica
CFU 6
SSD ING-INF/01 ELETTRONICA
Tipologia Affini o integrative
Caratteristica lezioni frontali + esercitazioni
Sistemi subacquei (6 CFU) Denominazione in Inglese: Underwater Systems Obiettivi formativi: L’insegnamento ha l’obiettivo di fornire conoscenze integrative nel campo delle tecnologie per l’esplorazione geofisica in ambiente subacqueo. In particolare, l’insegnamento si propone di fornire conoscenze riguardanti la propagazione e le comunicazioni acustiche subacquee, la strumentazione per l’esplorazione del fondale marino (side-scan sonar, ecoscandagli a fasci, sub-bottom profilers, …), i sistemi automatici di raccolta dati, inclusi i robot subacquei autonomi o semi autonomi. L’insegnamento intende sviluppare negli studenti le capacità di pianificare, condurre e interpretare i risultati di sperimentazione geofisica in mare; in particolare, si intende sviluppare la capacità di scelta critica della strumentazione e del suo impiego relativamente all’obiettivo della sperimentazione. L’insegnamento ha l’obiettivo di rendere gli studenti consapevoli delle problematiche, dei limiti fisici e dei necessari compromessi nelle prestazioni dovuti alla complessità ed ai vincoli della sperimentazione in ambito marino. In particolare, si intende sviluppare un approccio razionale e metodologicamente motivato alla scelta, configurazione ed impiego della strumentazione oceanografica. Obiettivi formativi in Inglese: Prova orale con valutazione in trentesimi CFU: 6
Regolamento Ingegneria Robotica e dell'Automazione Modalità di verifica finale: ESAME Lingua ufficiale: Italiano Moduli Denominazione Sistemi subacquei
CFU 6
SSD ING-INF/04 AUTOMATICA
Tipologia Caratterizzanti
Caratteristica lezioni frontali
Teoria dei sistemi e del controllo (12 CFU) Denominazione in Inglese: System and Control Theory Obiettivi formativi: Il corso si propone di fornire all'allievo gli strumenti tipici dell'analisi dei sistemi dinamici sia continui che discreti sia in ambiente deterministico che stocastico, di trattare le proprietà strutturali dei sistemi e di apprendere le tecniche di sintesi del controllo, al di là delle tecniche basilari nel dominio della frequenza usualmente utilizzate. Il corso si pone l'obiettivo di sviluppare la capacità di analisi dei sistemi dinamici e della sintesi del controllo e di sviluppare capacità metodologiche generali di impostazione di un problema di automazione dal punto di vista ingegneristico. L'insegnamento ha l'obiettivo di sensibilizzare gli studenti ad affrontare un problema di ingegneria mediante un approccio metodologico approfondito, organico, basato sulla modellistica del fenomeno fisico e sugli strumenti analitici atti ad affrontare soluzioni ingegneristiche. CFU: 12 Modalità di verifica finale: Prova orale con valutazione in trentesimi Lingua ufficiale: Italiano Moduli Denominazione Teoria dei sistemi e del controllo
CFU 12
SSD ING-INF/04 AUTOMATICA
Tipologia Caratterizzanti
Caratteristica lezioni frontali
Termofluidodinamica e macchine (6 CFU) Denominazione in Inglese: Thermofluidodynamics and Machines Obiettivi formativi: Il corso affronta tre parti principali. Nella prima parte vengono descritti: gli aspetti di origine e di controllo delle fonti energetiche; le fondamentali variabili per gli studi termofluidodinamici; le macchine a fluido e i principali cicli termodinamici ai quali rispondono queste macchine; gli scambiatori di calore. Nella seconda parte vengono presentati ed affrontati gli argomenti: della termofluidodinamica di fluidi a basse ed alte velocità; degli ugelli di espansione; dell’energia eolica. Infine, nella terza ed ultima parte vengono considerati gli strumenti di analisi fondamentali delle turbomacchine, suddivise in :impianti a vapore; ventilatori e compressori; impianti di turbine a gas; impianti a cicli combinati. Lo scopo principale del Corso è quello di fornire agli studenti, provenienti da studi privi o carenti di nozioni di energetica e di macchine, le informazioni ci base necessarie per poter affrontare ed applicare moltissime delle tecniche che costituiscono l’oggetto principale della loro Laurea. L'insegnamento ha l'obiettivo di sensibilizzare gli studenti ad affrontare i problemi termodinamici mediante un approccio organico, per affrontare e risolvere vari aspetti professionali delle macchine considerate, sia dal punto di vista progettuale, che di verifica e controllo di esse. CFU: 6 Modalità di verifica finale: Prova orale con valutazione in trentesimi Lingua ufficiale: Italiano Moduli Denominazione Termofluidodinamica e macchine
CFU 6
SSD ING-IND/08 MACCHINE A FLUIDO
Tipologia Affini o integrative
Caratteristica lezioni frontali
