Valutazione di Sistemi di Cattura del Movimento per Applicazioni di Robotica Collaborativa

L’industria manifatturiera è sempre più caratterizzata da operazioni per le quali è richiesta la stretta interazione di uomo e robot collaborativi, implicando allo stesso tempo nuove tipologie di rischio per i lavoratori. La sicurezza può essere però garantita grazie al tracciamento del moto corporeo dei lavoratori rispetto al robot per mezzo di Unità di Misura Inerziale (IMU), monitorando la corretta interazione tra uomo e macchina. In questa trattazione ci siamo occupati di sviluppare la tematica del tracciamento del moto, approfondendo le problematiche comuni delle IMU, essendo una tecnologia particolarmente sensibile alle interferenze elettromagnetiche generate dal funzionamento dei robot. Diversi metodi sono stati messi a confronto, con l’obbiettivo di identificare una soluzione ideale in ambiente soggetto a perturbazioni elettromagnetiche. Per evidenziarne l’influenza lo studio è stato effettuato a partire da un set di registrazioni dei movimenti di un operatore effettuate tramite uno strumento commerciale di navigazione inerziale, Xsens MVN, in tre diverse condizioni di disturbo elettromagnetico. La prima registrazione è stata effettuata in assenza di perturbazioni, la seconda e la terza in presenza di un robot collaborativo funzionante. Uno strumento ottico di tracciamento del moto, Vicon, è stato usato come riferimento per valutare le misure effettuate. I metodi di tracciamento selezionati che implementano al loro interno un filtro di Kalman si sono dimostrati più performanti, ma inadeguati per il compito prestabilito in quanto soggetti a deriva dell’orientamento. Potenziali sviluppi futuri sono stati individuati in tecniche di calibrazione più precise e nell’inserimento di una stima della perturbazione elettromagnetica all’interno dello spazio di stato del filtro di Kalman.