Robust solution of the inverse kinematics of UR-like serial robot architectures

Il problema di cinematica inversa (IK) per manipolatori seriali non garantisce una soluzione univoca, rendendo non banale la scelta di quella più adatta. Per robot di tipo non-cuspidale, un approccio promettente per affrontare questa sfida consiste nel suddividere lo spazio dei giunti in regioni indipendenti, note come "domini di unicità" (UD), separate tra loro da superfici corrispondenti a configurazioni singolari. All'interno di ciascun UD esiste un unico ramo di soluzione di IK associato univocamente ad una specifica postura del robot. Questa metodologia è particolarmente utile nella pianificazione di traiettorie, poiché consente di evitare le singolarità mantenendo l'andamento delle variabili di giunto all'interno dello stesso UD. Tuttavia, può accadere che, per svolgere un compito specifico, sia inevitabile incontrare una singolarità; in tal caso, diventa necessario passare da un UD all'altro per garantire la continuità e la derivabilità delle variabili di giunto. Il contributo principale di questa tesi è quello di proporre una tecnica per risolvere il problema di cinematica inversa. L'algoritmo proposto è in grado di scegliere una soluzione complessiva che mantenga la continuità delle variabili di giunto, permettendo il passaggio da un ramo di soluzione di IK all'altro qualora sia incontrata una configurazione di singolarità. Grazie a questo approccio, è possibile attraversare le singolarità, una capacità che generalmente non è supportata dai controllori standard dei robot industriali. Di conseguenza, questo lavoro fornisce una soluzione pratica per superare tali limitazioni, consentendo maggiore flessibilità nella pianificazione e nell'esecuzione di traiettorie per manipolatori seriali.