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Virtual fixtures: un’implementazione per device aptici ad impedenza

Informazioni tesi

  Autore: Marco Cavagnari
  Tipo: Laurea liv.I
  Anno: 2009-10
  Università: Università degli Studi di Verona
  Facoltà: Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali
  Corso: Informatica
  Relatore: Roberto Giacobazzi
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 48

Obiettivo di questa tesi di laurea è stato proporre un’implementazione funzionale per la realizzazione di virtual fixtures per device aptici ad impedenza. Lo studio si è svolto con il device aptico Freedom 6S della MPB Technologies. Si è ragionato su possibili realizzazioni di modelli di virtual fixtures, analizzando i vantaggi e le problematiche di ciascuna soluzione escogitata,
scartandone alcune e ideandone altre.
Nella tesi vengono introdotte gradualmente le VFs. In par-
ticolare vengono presentate le VFs e le principali applicazioni, viene fatta una panoramica sullo stato di studio delle VFs ad oggi, viene trattata la parte tecnica, dove si analizzano più in dettaglio le VFs. Infine vengono raccolti i dati ottenuti da diversi utenti che hanno sperimentato l’implementazione qui proposta delle VFs e vengono commentati i risultati proponendo un’ottimizzazione futura all’algoritmo adottato.

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Capitolo 1 Introduzione 1.1 Cosa sono le virtual xtures Tra i lavori che l’uomo si trova a dover svolgere, gura la manipolazione. Questa pu o richiedere una certa sensibilit a e precisione all’utente che la va ad eseguire. Per venire in contro a questa necessit a, la scienza della robotica mette a disposizione quelle che si chiamano virtual xtures (VFs). Le VFs sono percorsi, barriere, una sorta di guide virtuali, implementate in software, che tramite l’utilizzo di un dispositivo aptico, assistono l’utente nella manipolazione. Di queste VFs ve ne e principalmente di due tipi: virtual xtures gui- date (GVFs, guidance virtual xtures) e virtual xtures a regioni proibite (FRVFs, forbidden region virtual xtures). Le GVFs deniscono un percorso virtuale nello spazio che l’utente sar a aiutato a seguire con una precisione stabilita. Le FRVFs invece, deniscono regioni nello spazio cui l’utente non deve avere accesso. Si e detto che per rendere le VFs occorrono device aptici. Tuttavia i device aptici non sono tutti uguali. Si posso dierenziare in due categorie: impedance device e admittance device. Un impedance device e il dispositivo aptico che fornisce una migliore percezione tattile all’utente. Mentre l’utilizzatore usa il device, viene letta la sua posizione nello spazio e, in base a questa, viene restituita all’utente una forza meccanica. Il vantaggio di questo tipo di device e la possibilit a di comunicare al- l’utilizzatore una buona percezione della manipolazione. Per fruire al meglio della sua peculiarit a, occorre prestare attenzione durante l’implementazione. Se l’algoritmo non e corretto, le forze restituite invece che aiutare possono danneggiare la manipolazione. 1

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Parole chiave

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chirurgia robotica
device aptico
freedom
manipolazione assistita
manipolazione cooperativa
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ritorno di forza
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