TeCIP

Human Robot Interaction

Human Robot Interaction

L'area Human Robot Interaction (HRI) si occupa dello studio di nuove tecnologie robotiche e di nuovi sistemi per l'interazione avanzata uomo-macchina, sviluppando in particolare dispositivi robotici che possano cooperare con l'uomo in modo intuitivo e sicuro e nuove interfacce uomo-macchina per l'interazione in ambienti virtuali.

Nel corso degli anni il gruppo di ricerca che opera in quest'area ha consolidato competenze nell'area di progettazione meccanica e di robots, modellistica e controllo di sistemi avanzati elettro-meccanici con lo sviluppo di applicazioni in campo industriale e biomedicale.
In particolare tra le linee di ricerca di rilevante interesse si evidenziano lo studio biomeccanico e psicofisico della percezione umana, con particolare riferimento al senso del tatto, lo sviluppo di interfacce aptiche innovative e di esoscheletri a ritorno di forza, in grado di replicare sull'operatore sensazioni di forza fedeli in condizioni di presenza virtuale o teleoperazione, lo sviluppo di HMIs (Human-Machine Interfaces) innovative per la guida di veicoli e la navigazione assistita e lo studio di nuovi sistemi di Brain Machine Interfaces, basate su correlati neurofisiologici dell'azione, lo sviluppo di nuovi attuatori basati su polimeri elettroattivi e materiali piezoelettrici.

L'area di ricerca HRI sviluppa ed applica in ambito clinico innovativi sistemi robotici e di ambienti virtuali per la riabilitazione neuromotoria in soggetti emiplegici con lesioni neurologiche post-ictali. In questo campo, la terapia assistita da robots consente di ottenere un trattamento riabilitativo intenso, ripetitivo, specifico rispetto al task da svolgere ed interattivo, oltre che un monitoraggio oggettivo dei movimenti del paziente e dei progressi raggiunti nel recupero della funzione; inoltre, gli ambienti virtuali possono fornire
notevole incentivo motivazionale per il paziente. Le tematiche di ricerca in questo campo comprendono lo sviluppo di sistemi compatibili con sistemi di brain imaging come l'fMRI, per la valutazione dei meccanismi percettivi e motori in atto durante i task riabilitativi; la validazione e lo sviluppo di nuove tecnologie robotiche e di motion tracking, come esoscheletri e guanti sensorizzati, integrati con ambienti virtuali ed applicati alla riabilitazione delle funzioni dell'arto superiore e della mano; lo sviluppo di controlli di forza
innovativi e di attuatori innovativi per sistemi robotici.

Tra le linee di ricerche più innovative si evidenzia inoltre lo sviluppo di dispositivi aptici miniaturizzati ovvero portabili ed indossabili, che consentano di aumentare il grado di presenza in ambienti virtuali altamente immersivi e di fornire informazioni di navigazione all'utente con disabilità della vista o impegnato in compiti di guida.
In tale ambito il laboratorio del TECIP ha consolidato una reputazione scientifica riconosciuta sia a livello della comunità scientifica internazionale sia a livello industriale, come testimoniato dai numerosi brevetti e contratti di trasferimento tecnologico dei risultati raggiunti. Nel campo degli esoscheletri, nel corso del 2009, ha sviluppato il primo amplificatore di forza esistente al mondo in grado di potenziare gli sforzi dell'individuo di un fattore da 10 per sollevare carichi fino a 100 kg.

Nel campo della progettazione dell'interazione, sono state sviluppate numerose applicazioni di tipo enattivo, in grado cioè di trasferire conoscenza tra uomo e sistema mediante un'esperienza interattiva multimodale, cioè capace di stimolare tutti i sensi dell'operatore in modo integrato, in cui azione e percezione sono legati in modo coerente.

Research Groups

  •     Haptics
  •     Robots and exoskeletons
  •     Sistemi basati su biosegnali
  •     Sistemi per disabili visivi