MINISTERO DELL`ISTRUZIONE, DELL`UNIVERSITA` E

MINISTERO DELL'ISTRUZIONE, DELL'UNIVERSITA' E DELLA RICERCA
DIREZIONE GENERALE RICERCA
PROGETTO DI RICERCA - MODELLO B
BANDO FIRB - PROGRAMMA "FUTURO IN RICERCA"
Anno 2008 - Protocollo: RBFR08QWUV_001
Linea d'intervento 1
1 - Responsabile Scientifico dell'Unità di Ricerca
ARRICHIELLO
Filippo
RRCFPP79L26F839S
(cognome)
(nome)
(Codice Fiscale)
Dottore di ricerca
26/07/1979
(qualifica)
(data di nascita)
Università degli Studi di CASSINO
Istituzione che si impegna a garantire il contratto
(art. 2 comma 5 del bando)
07762993391
07762993707
[email protected]
(telefono)
(fax)
(e-mail)
2 - Descrizione della struttura e dei compiti dell'Unità di Ricerca
Italiano
L'unità di ricerca UNICAS è costituita da personale afferente al raggruppamento di Automatica della Facoltà di Ingegneria dell'Università degli Studi di Cassino.
L'Unità ha esperienza decennale nel settore della Robotica industriale e di servizio.
Per quanto concerne la robotica industriale, l'Unità ha esperienza su problematiche riguardanti: tecniche di inversione cinematica per manipolatori industriali
ridondanti; identificazione e controllo di manipolatori industriali; controllo dell'interazione; controllo di manipolatori cooperanti. Per quanto concerne la robotica di
servizio, invece, l'Unità ha esperienza sul controllo del modo di robot mobili su ruote e marini (sottomarini e di superficie); controllo comportamentale; controllo di
veicoli sottomarini con manipolatore; controllo di squadre e flotte di veicoli autonomi.
Negli ultimi anni, l'attività di ricerca dell'Unità si è focalizzata prevalentemente su problematiche di controllo del moto di sistemi multi-robot. Presso l'unità sono
state sviluppate delle tecniche di controllo comportamentale per il controllo di singoli robot mobili e di squadra di veicoli autonomi per l'esecuzione di svariate
tipologie di missioni, quali, controllo di formazione, scorta di un target mobile, raggruppamento, inseguimento, controllo di squadre di antenne mobili per missioni di
copertura della comunicazione, navigazione in formazione con aggiramento ostacoli.
Per la validazione sperimentale delle tecniche di controllo sviluppate, l'Unità si avvale dell'attrezzatura disponibile presso il Laboratorio di Automazione Industriale
LAI (http://webuser.unicas.it/lai/robotica) dell'Università degli Studi di Cassino.
In particolare, l'Unità dispone di:
*una squadra di sette robot mobili su ruote Khepera II (prodotti dalla K-Team) con dispositivi di comunicazione Bluetooth;
*due robot mobili Khepera III ed una stazione base dotata dello stesso processore del Khepera III, prodotti dalla K-Team, con dispositivi di comunicazione wireless e
telecamere di bordo;
*un sistema di visione basato su due telecamere a colori;
*un robot mobile Magellan Pro prodotto dalla I-robot.
1
L'architettura di controllo della squadra di khepera II prevede la presenza di un'unità di controllo centralizzata che riceve i dati relativi a posizione ed orientamento
dei robot dal sistema di visione ed, in base agli algoritmi di controllo sviluppati, elabora le direttive di moto per i robot ed invia loro i comandi tramite Bluetooth.
L'unità di controllo centralizzata può essere utilizzata anche per testare strategie di controllo decentralizzato sviluppando il codice dell'algoritmo di controllo in
maniera opportuna, ovvero elaborando le direttive di moto per ogni robot sulla base delle informazioni relative ad i soli robot ad esso vicini.
I robot Khepera III hanno capacità computazionale, sensoriale e di comunicazione che ne consentono il funzionamento in maniera decentralizzata. Per le finalità del
progetto, si prevede di acquistare ulteriori robot Khepera III con sensoristica e dispositivi di comunicazione, cioè risulta necessario al fine di potenziare la squadra
attualmente composta dai due robot Khepera III e la base fissa, ed implementare gli algoritmi di controllo che verranno sviluppati nel corso del progetto.
Con riferimento a quanto presentato ai punti 11 e 13 del modello A, l'attività di ricerca dell'Unità riguarderà i tre WP con diversi contributi:
1) Con riferimento al WP1-MANET, oltre all'attività di coordinazione col l'Unità UNIROMA3, verranno sviluppate tecniche di controllo del moto per squadre di
veicoli autonomi, dotati di dispositivi di comunicazione, che devono eseguire missioni in un ambiente privo di infrastruttura di comunicazione. In tale contesto, sulla
base delle competenze precedentemente acquisite dall'Unità UNICAS, verranno sviluppate ed implementate delle tecniche di controllo comportamentale che
prevedano l'esecuzione di missioni autonome mantenendo il vincoli di connettività della rete MANET.
In un primo scenario, la MANET verrà utilizzata da supporto per un operatore autonomo (ad esempio uno dei robot della squadra) che deve eseguire una missione
indipendenti come, ad esempio, la navigazione in un ambiente noto. In questo caso i nodi della MANET dovranno adattare dinamicamente la loro disposizione fisica
in modo da assecondare la missione dell'operatore autonomo e garantirne sempre la connessione con una stazione base fissa o mobile. In primo luogo verranno
analizzate tecniche di controllo del moto per garantire la presenza di una catena virtuale seriale di instradamento tra l'operatore autonomo e la base.
In seguito verranno utilizzati i risultati del WP2 per estendere l'applicazione a scenari di connettività più articolati dove sono simultaneamente presenti più operatori
autonomi. In questo caso, verranno utilizzati i risultati sull'analisi e l'identificazione distribuita della topologia della rete per garantire la connessione necessaria tra
più nodi della rete, superando così il caso della catena di collegamento puramente seriale.
Verranno investigate strategie di controllo decentralizzato per eseguire missioni di gruppo come la navigazione in un ambiente noto, l'esplorazione di un ambiente
sconosciuto o l'estensione dell'area di comunicazione della rete garantendo nel contempo la connettività della rete MANET formata dai robot.
Verranno sviluppate strategie di controllo tolleranti ai guasti di uno o più robot/nodi della rete. Verranno cioè sviluppate strategie di riconfigurazione dinamica della
rete, a valle di un guasto di uno dei robot/nodi, per ripristinare il corretto funzionamento del sistema e garantire le specifiche di connettività imposte.
Verranno sviluppati degli algoritmi di controllo distribuito per sistemi robotici interconnessi basati sullo scambio di informazioni tra i veicoli. In particolare
verranno analizzate e sviluppate tecniche innovative basate sull'information consensus che consentono il calcolo distribuito di proprietà globali della squadra. Verrà
investigato come il risultato degli algoritmi di information consensus può esser utilizzato per eseguire missioni di controllo coordinato con una squadra di veicoli
autonomi.
Le tecniche sviluppate verranno implementate e testate sperimentalmente con l'attrezzatura disponibile e/o da acquistare presso il Laboratorio di Automazione
Industriale di UNICAS.
2) Con riferimento al WP2-TOPOL, l'Unità UNICAS collaborerà con l'Unità UNIROMA3 nello sviluppo di strumenti di analisi, identificazione e progettazione della
topologica delle rete. Questa tematica è di notevole interesse sia per quanto riguarda le reti sensoriali che per quanto riguarda le reti MANET realizzate dai robot. A
tal proposito UNICAS si focalizzerà sulle problematiche di analisi topologica per reti MANET i cui nodi mobili sono i robot di una squadra.
In particolare, gli studi sulle problematiche di connettività della rete verranno utilizzati per applicazioni di MANET robotiche avanzate in cui si devono mantenere le
proprietà di connettività tra più di due nodi della rete, superando così il caso della catena di comunicazione puramente seriale.
3) Nell'ambito del WP3-INTEG, oltre a coordinare il WP, UNICAS collaborerà con UNIROMA3 per sviluppare in maniera congiunta delle metodologie per
l'integrazione di una squadra di veicoli autonomi con l'infrastruttura messa a disposizione da una sensor network.
In particolare, verranno studiate delle metodologie di integrazione di una squadra di robot mobili interconnessi con un rete sensoriale che può fornire supporto alla
squadra. La rete sensoriale può essere utilizzata sia come infrastruttura di comunicazione che come fonte di informazioni sensoriali ausiliarie. Nel caso di
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infrastruttura di comunicazione verranno studiate tecniche per migliorare le performance della strategia di controllo del moto della squadra sfruttando
l'informazione sulla collocazione geografica dei nodi della rete sensoriale. Inoltre, verranno utilizzati i risultati ottenuti dal tema MANET per estendere
geograficamente l'area sensoriale e di comunicazione copertura dalla sensor network.
Verranno studiate metodologie di integrazione di informazioni ausiliarie rese disponibili dalla rete sensoriale per il controllo del moto della squadra. Ad esempio, nel
caso in cui la rete sensoriale sia in grado di realizzare una localizzazione dei robot della squadra, ovvero calcolarne la loro collocazione nell'ambiente, verranno
studiate tecniche di fusione sensoriale per fondere, a bordo robot, le informazioni provenienti dalla rete sensoriale con le informazioni ricavate dai sensori
propriocettivi di cui è dotato ogni singolo veicolo.
Verranno analizzate tecniche per generare dinamicamente una infrastruttura di comunicazione. In questo scenario, i robot della squadra possono depositare lungo in
loro cammino (o attivare qualora già presenti) dei dispositivi che funzioneranno da nodi della sensor network. I dispositivi tra loro interconnessi via wireless
realizzeranno al rete sensoriale e forniranno supporto ai robot della squadra per eseguire le missioni assegnate.
Inglese
The UNICAS Research Unit is composed by personnel from the area of Control Engineering of the Faculty of Engineering of the University of Cassino. The Unit has
a consolidate experience in the field of industrial and service robotics.
Referring to the industrial robotics, the Unit has experience on several issues concerning: inverse kinematic techniques for redundant industrial manipulators,
identification and control of industrial manipulators, interaction control, and cooperative manipulators. Referring to the service robotics, instead, the Unit has
experience on the motion control of wheeled and marine (surface and underwater vessels) mobile robots; behavior-based control; control underwater vehicles with
manipulator on board; control of teams and fleets of autonomous vehicles.
In the recent years, the research activity of the Unit mainly focused on issues concerning the motion control of multi-robot systems. The Unit developed
behavior-based control techniques for single and multiple mobile robots to achieve several missions, like, formation control, escorting an autonomous target,
flocking, leader-following, control of teams of mobile antennas for communication coverage missions, navigation in formation with obstacle avoidance.
For the experimental validation of the developed control techniques, the Unit makes use of the experimental set-up available at the Laboratory of Industrial
Automation LAI (http://webuser.unicas.it/lai/robotica) of the University of Cassino.
In particular, the Unit makes us of:
* a team of seven Khepera II mobile robots (manufactured by K-Team) with Bluetooth communication devices;
* two Khepera III mobile robots and a base station with the same processor of the Khepera III (all manufactured by k-Team) with wireless communication devices
and on-board camera;
* a vision system based on two colour cameras;
* a mobile robot Magellan Pro manufactured by I-Robot
The control architecture of the team of Khepera II counts on the presence of a centralized control unit that receives data on the positions and orientations of the
robots of the team from the vision system and, on the base of the developed control algorithms, elaborates the motion directives to the robots. These information are
then sent to the robot via Bluetooth. The centralized control unit can also be used to test decentralized control strategies developing the code of the control algorithm
in a proper structure, that is, elaborating the motion directives to each robot on the base of the information from the sole neighboring robots.
The Khepera III robots have computational, sensorial and communication capabilities on-board that allow them to execute decentralized missions. Thus, further
Khepera III robots with sensors and communication devices will be bought for the project purposes in order to improve the team actually composed by two robots and
a base station. This will allow to implement and test the decentralized control algorithms developed during the course of the project.
Referring to what presented in sections 13 and 13 of model A, the research activity of the Unit will deal with the different WPs with different contributions:
1) Referring to WP1-MANET, other than coordinating the research on the topic, UNICAS will developed motion control techniques for teams of autonomous vehicles,
with communication device on-board, that have to execute mission in an environment lacking of communication infrastructure. In such a context, basing on the
competences previously acquired by UNICAS, behavior-based control technique for the execution of autonomous mission keeping the MANET communication
constraints will be properly developed and implemented.
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In a first scenario, the MANET will be used to support an autonomous operator (e.g., one of the robots of the team) that has to execute an independent mission like,
e.g., the navigation in known environment. In this case the MANET nodes will have to dynamically adapt their physical displacement in order to support the mission
of the autonomous operator and always guarantee the connectivity with a fixed or mobile base station. At first, motion control techniques that guarantee a virtual
serial communication routing between the autonomous operator and the base station will be analyzed. Then, the results of the WP2 will be used to extend the mission
execution to more complex scenario where multiple autonomous operators are simultaneously present. In this case, the results concerning the distributed analysis and
identification of the network topology will be used to guarantee the needed connection among multiple nodes of the network, thus overtaking the serial communication
chain case.
Decentralized control strategies for the execution of team mission like navigation in known environment, exploration of unknown environment or communication
coverage extension, always keeping the connectivity of the MANET built up by the robots, will be investigated.
Control strategies tolerant to the fault of one or more robots/nodes of the network will be developed. That is, strategies to dynamically reconfigure the network, after a
fault of one node/robot, to restore the proper functioning of the system and guarantee the defined connectivity specifics will be developed.
Distributed control algorithms for networked robotic systems based on the intra-vehicle information exchange will be developed. In particular, innovative techniques
based on the information consensus that allow the distribute estimate of global properties of the team will be analyzed and developed. How the results of information
consensus algorithms can be used to execute coordinated control mission with a team of autonomous vehicles will be investigated.
The developed techniques will be implemented and experimentally tested with the experimental set-up available or to buy for the project purpose at the Laboratory of
Industrial Automation of UNICAS.
2) Referring to WP2-TOPOL, UNICAS will collaborate together with UNIROMA3 for the development of instruments to analyze, identifying and design network
topologies. This issue is of major issue both for the sensor networks and for the teams of robots. To this purpose, UNICAS will focus on topology analysis issues for
MANET whose nodes are the robot of a team.
In particular, studies on network connectivity issues will be used for advanced robotic MANET applications where it is needed to keep the connectivity among
different nodes of the network, thus overtaking the serial communication chin case.
3) Referring to the WP3-INTEG, other than coordinating the research on the topic, UNICAS will cooperate with UNIROMA3 to jointly develop integration
methodologies for a team of autonomous vessels with the infrastructure made available from the sensor network.
In this WP will be studied innovative methodologies to integrate a team of networked robots with a sensor network that support the team. The sensor network can be
used both as a communication infrastructure and as a source of adjunctive sensor information. In the case of the communication infrastructure innovative techniques
will be studied to improve the performances of the motion control strategy of the team making use of the information concerning the geographical displacement of the
nodes of the sensor network. Furthermore, the results of the MANET WP will be used to geographically extend the sensor and communication area of the sensor
network through the team of robots.
Innovative methodologies to integrate the auxiliary information made available from the sensor network for the motion control of the team will be studied. For
example, in the case of a sensor network in charge of realizing the localization of the team, i.e., estimate the robot position in the environment, innovative sensor
fusion techniques will be studied to properly fuse, on board of the robots, the information from the sensor network with the information from the on board
proporioceptive/exteroceptive sensor of each robot.
Techniques to dynamically build up a communication infrastructure will be analyzed. In this scenario, the robots of the team can deploy along their path (or activate
if already present) devices the will work as nodes of the sensor network. The devices, interconnected through wireless communication build up the sensor network and
will support the robots of the team for the execution of the assigned missions.
3 - Settori di ricerca ERC (European Research Council) interessati dal Progetto di Ricerca
PE Mathematics, physical sciences, information and communication, engineering, universe and earth sciences
PE5 Information and communication: informatics and information systems,computer science, scientific computing, communication technology, intelligent
systems
PE5_14 Robotics
PE6 Engineering sciences: electronics, product design, process design and control, construction methods, fluid and solid mechanics, energy systems,
bioengineering
PE6_5 Control engineering
4 - Curriculum scientifico del Responsabile Scientifico dell'Unità di Ricerca
Italiano
Filippo Arrichiello è nato a Napoli il 26 Luglio 1979. Ha conseguito la Laurea in Ingegneria Meccanica presso l'Università degli Studi di Napoli nel 2003 con voti
110/110 ed il Dottorato di Ricerca in Ingegneria Elettrica e dell'Informazione presso l'Università degli Studi di Cassino, discutendo una tesi su "Controllo coordinato
di sistemi multi-robot", nel 2007.
Da Marzo a Settembre 2005 è stato studente di dottorato in visita, nell'ambito del programma europeo Marie Curie, presso il Centro di Eccellenza "Centre of Ships
and Ocean Structures" della Norwegian University of Science and Technology di Trondheim, dove ha lavorato sul controllo del moto di squadre di veicoli marini di
superficie.
Da novembre 2006 a ottobre 2008 è stato titolare di un assegno di ricerca su "Pianificazione e controllo del moto di squadre di veicoli robotici autonomi" presso la
Facoltà di Ingegneria dell'Università degli Studi di Cassino.
Da novembre 2008 a gennaio 2009 è stato ricercatore in visita presso la University of Southern California (USC) in Los Angeles, USA, dove ha lavorato sul controllo
di squadre di robot marini.
Da febbraio 2009 partecipa al progetto Europeo (STREP) Co3AUV su "Cognitive Control for Autonomous Underwater Vehicles".
Dall'A.A.2006/07 ad oggi è professore a contratto per il corso di "Controllo dei processi" (SSD: Ing-Inf/04 Automatica) per il corso di Laurea in Ingegneria della
Produzione industriale e Ingegneria Elettrica presso la Facoltà di Ingegneria dell'Università degli Studi di Cassino.
E' stato docente a contratto per alcuni corsi di Master universitari e corsi post-diploma su tematiche afferenti l'area Automatica.
Dal 2004 è membro della IEEE-Robotics and Automation Society.
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Ha fatto parte del comitato tecnico di programma della IEEE Canadian Conference on Electrical and Computer Engineering CCECE 2008.
Farà parte del comitato tecnico di programma della IASTED International Conference on Robotics, Telematics and Applications (RTA 2009) October 12-14, 2009,
Beijing, China.
E' stato revisore di numerosi articoli sottomessi alle più importanti riviste e conferenze internazionali nel settore della robotica: IEEE Tran. on Robotics;
Autonomous Robots; IEEE Tran. on Mechatronics; IEEE Tran. on Control System Technology; IEEE Tran. on System, Man and Cybernetics; IEEE Int. Conf. on
Robotics and Automation; IEEE Int. Conf. on Intelligent Robots and Systems; IEEE Conf. on Decision and Control; IFAC World Congress; IEEE/ASME Int. Conf. on
Advanced Intelligent Mechatronics; Mediterranean Conf. on Control and Automation; American Control Conf.
La sua attività di ricerca riguarda prevalentemente la robotica industriale e di servizio, con specifico interesse verso i sistemi multi-robot. In quest'ambito ha lavorato
sul controllo del moto di robot singoli e di squadre di robot mobili, sviluppando degli approcci comportamentali per l'esecuzione simultanea di compiti molteplici con
diverso grado di priorità. Ha sviluppato tecniche di controllo del moto per l'esecuzione di diverse missioni quali: raggiungimento di particolari formazioni, scorta di
un target mobile, raggruppamento, inseguimento, controllo di squadre di antenne mobili per missioni di copertura della comunicazione, navigazione in formazione
con aggiramento ostacoli.
Le tecniche sviluppate sono state adattate al controllo di robot con diversa struttura meccanica e dinamica come robot mobili su ruote con cinematica dell'uniciclo e
robot marini di superficie con sistemi di attuazione parziali. Le tecniche sviluppate sono state testate in simulazione o sperimentalmente presso il Laboratorio di
Automazione Industriale dell'Università di Cassino e presso il "Robotic Embedded Systems Laboratory" della University of Southern California.
E' stato autore di più di venti articoli pubblicati su riviste o atti di congressi internazionali con revisione.
Nel Gennaio 2008 ha tenuto un seminario sul "Controllo coordinato di sistemi multi-robot" presso lo IASI-CNR di Roma.
Inglese
Filippo Arrichiello was born in Naples on July 26th 1979. He received the Laurea Degree in Mechanical Engineering from the University of Naples in 2003 with
marks 110/110, and the Ph.D. in Electrical and Information Engineering form the University of Cassino, discussing a thesis on "Coordination control of multiple
mobile robots", in 2007.
From March to September 2005 he has been a visiting Ph.D. student, under a Marie Curie fellowship, at the Centre of Excellence "Centre of Ships and Ocean
Structures" of the Norwegian University of Science and Technology in Trondheim, where he worked on motion control for fleets of marine surface vessels.
From November 2006 to October 2008 he has been a PostDoc at the Faculty of Engineering of University of Cassino working on "Motion planning and control for
teams of autonomous robotic vehicles".
From November 2008 to January 2009 he has been a visiting researcher at the University of Southern California (USC) in Los Angeles, USA where he worked on
control of teams of marine robots.
From February 2009 he joins the the European Project Co3AUV on "Cognitive Control for Autonomous Underwater Vehicles".
From 2006 he is an adjunct professor for the course of "Process Control" (Area of Control Engineering) for undergraduate students in Industrial Manufacturing
Engineering and Electrical Engineering at the Faculty of Engienering of the University of Cassino.
He has been teacher for several courses for master and graduated students in the field of Control Engineering.
From 2004 he is member of the IEEE-Robotics and Automation Society.
He has been member of the technical program committee of the IEEE Canadian Conference on Electrical and Computer Engineering CCECE 2008.
He will take part to the program technical committee of the IASTED International Conference on Robotics, Telematics and Applications (RTA 2009) October 12-14,
2009, Beijing, China.
He has been reviewer of several papers submitted to the most relevant journals and conference in the robotic field: IEEE Tran. on Robotics; Autonomous Robots;
IEEE Tran. on Mechatronics; IEEE Tran. on Control System Technology; IEEE Tran. on System, Man and Cybernetics; IEEE Int. Conf. on Robotics and Automation;
IEEE Int. Conf. on Intelligent Robots and Systems; IEEE Conf. on Decision and Control; IFAC World Congress; IEEE/ASME Int. Conf. on Advanced Intelligent
Mechatronics; Mediterranean Conf. on Control and Automation; American Control Conf.
His research activity mainly concerns the industrial and service robotics, with specific interest in the field of multi-robot systems. In this field he worked on the motion
control of single and multiple mobile robots developing behavior-based approaches for the simultaneous execution of multiple tasks with different priority. He
developed motion control techniques for the execution of several mission like, e.g., formation control, escorting of a mobile target, flocking, following, motion control
of teams of mobile antennas for communication coverage missions, navigation in formation with obstacle avoidance.
The developed techniques has been used for the control of robots with different mechanical structure and dynamics like, wheeled mobile robots with unicycle-like
kinematics and under-actuated marine surface vessels. The techniques have been tested in simulations and experiments at the Laboratory of Industrial Automation of
the University of Cassino and at the Robotic Embedded Systems Laboratory of the University of Southern California
He is author of more than twenty publications on international journals and conference with referee.
In January 2008 he held a seminar on "Coordinated control of multi-robot systems" at the IASI-CNR (National Center of Research) in Rome.
5 - Pubblicazioni scientifiche più significative del Responsabile Scientifico dell'Unità di Ricerca
nº
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Pubblicazione
G. ANTONELLI, ARRICHIELLO F., S. CHIAVERINI (2009). Experiments of Formation Control with Multi-Robot Systems using the Null-Space-Based
Behavioral Control. IEEE TRANSACTIONS ON CONTROL SYSTEMS TECHNOLOGY, ISSN: 1063-6536
G.ANTONELLI, ARRICHIELLO F., S.CHIAVERINI (2008). The Entrapment/Escorting Mission: An Experimental Study Using a Multirobot System.
IEEE ROBOTICS AND AUTOMATION MAGAZINE, vol. 15; p. 22-29, ISSN: 1070-9932, doi: 10.1109/M-RA.2007.914932
G.ANTONELLI, ARRICHIELLO F., S.CHIAVERINI (2007). The Null-Space-Based Behavioral Control for Autonomous Robotic Systems.
INTELLIGENT SERVICE ROBOTICS, ISSN: 1861-2776, doi: 10.1007/s11370-007-0002-3
G.ANTONELLI, ARRICHIELLO F., S.CHIAVERINI, R.SETOLA (2006). Coordinated control of mobile antennas for ad-hoc networks.
INTERNATIONAL JOURNAL OF MODELLING, IDENTIFICATION AND CONTROL, vol. 1; p. 63-71, ISSN: 1746-6172, doi:
10.1504/IJMIC.2006.008649
ARRICHIELLO F. (2007). Coordination control of multiple mobile robots. PhD Thesis in Electrical and Information Engineering. Università degli
Studi di Cassino.
ARRICHIELLO F., S.CHIAVERINI, T. I.FOSSEN (2006). Formation Control of Marine Surface Vessels using the Null-Space-Based Behavioral
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25.
Control. In: K. Y. PETTERSEN; T. GRAVDAHL; AND H. NIJMEIJER. Group Coordination and Cooperative Control. p. 1-19Springer-Verlag's,
ISBN/ISSN: 978-3-540-33468-2, doi: 10.1007/11505532_1
ARRICHIELLO F., S. CHIAVERINI, P. PEDONE, A.A. ZIZZARI AND G. INDIVERI (2009). The Null-Space based Behavioral control for
non-holonomic mobile robots with actuators velocity saturation. In: 2009 IEEE International Conference on Robotics and Automation. Kobe, J, May
2009
ARRICHIELLO F., D.N. LIU, S. YERRAMALLI, A. PEREIRA, J. DAS, U. MITRA, G. SUKHATME (2009). Effects of underwater communication
constraints on the control of marine robot teams. In: Second International Conference on Robot Communication and Coordination. Odense, Denmark,
March, 2009
G. ANTONELLI, ARRICHIELLO F., C. BHUSHAN, S. CHIAVERINI, S. PURKAYASTH (2009). ROBBIT: an Open Source Simulator for Education in
Robotics. In: 6th Vienna International Conference on Mathematical Modelling. Vienna, Austria, Feb. 2009
G. ANTONELLI, ARRICHIELLO F., S. CHIAVERINI (2008). Stability analysis for the Null-Space-based Behavioral control for multi-robot systems. In:
47th IEEE Conference on Decision and Control and 8th European Control Conference. Cancun, Mexico, 9-11 Dec. 2008, doi:
10.1109/CDC.2008.4738697
ANTONELLI G, ARRICHIELLO F., CHIAVERINI S (2008). Flocking for Multi-Robot Systems via the Null-Space-based Behavioral Control. In: 2008
IEEE/RSJ International Conference on Intelligent RObots and Systems. Nice, France, Sept.2008, p. 1409-1414, doi: 10.1109/IROS.2008.4650626
G. ANTONELLI, ARRICHIELLO F., S. CHIAVERINI (2008). The NSB control for 3-dimensional flocking of multi-robot systems. In: 2008 IEEE
International Confrerence on Information and Automation. Hunan, China, 20-23 June, p. 101-106, doi: 10.1109/ICINFA.2008.4607976
G.ANTONELLI, ARRICHIELLO F., S.CHIAVERINI (2007). The Entrapment/Escorting Mission for a Multi-Robot System: Theory and Experiments. In:
Proceedings of IEEE International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics. Zurich, CH, Sept. 2007
G.ANTONELLI, ARRICHIELLO F., S.CHIAVERINI, S.CONTRAFATTO, R.SETOLA (2007). Use of a Robot Platoon to Implement Mobile Ad-hoc
NETwork in Rescue Scenario - Preliminary Experimental Results. In: Proceedings of IEEE International Workshop on Safety, Security, and Rescue
Robotics. Roma, 26-29 Sept.
G.ANTONELLI, ARRICHIELLO F., S.CHAKRABORTI, S.CHIAVERINI (2007). Experiences of Formation Control of Multi-Robot Systems with the
Null-Space-based Behavioral Control. In: Proceedings of IEEE International Conference on Robotics and Automation. Roma, I, April 2007., p.
1068-1073, doi: 10.1109/ROBOT.2007.363126
ARRICHIELLO F., S.CHIAVERINI, T.I.FOSSEN (2006). Formation Control of Underactuated Surface Vessels using the Null-Space-Based Behavioral
Control. In: Proceedings of 2006 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems. Beijing, China, p. 5942-5947
G.ANTONELLI, ARRICHIELLO F., S.CHIAVERINI, K.J.RAO (2006). Preliminary Experiments of Formation Control using the Null-Space-Based
Behavioral Control. In: Proceedings of 8th IFAC Symposium on Robot Control. Bologna, I
G.ANTONELLI, ARRICHIELLO F., S.CHIAVERINI (2006). Experiments of Formation Control with Collisions Avoidance using the Null-Space-Based
Behavioral Control. In: Proceedings of 14th Mediterranean Conference on Control and Automation. Ancona, I
ARRICHIELLO F., S.CHIAVERINI (2006). A simulation package for coordinated motion control of a fleet of under-actuated surface vessels. In:
Proceedings of 5th MATHMOD Conference. Vienna, A
G.ANTONELLI, ARRICHIELLO F., S.CHIAVERINI, R.SETOLA (2006). Coordinated control of mobile antennas for ad-hoc networks in cluttered
environments. In: Proceedings of 9th International Conference on Intelligent Autonomous Systems. Tokyo, J, p. 235-142
G.ANTONELLI, ARRICHIELLO F., S.CHIAVERINI, R.SETOLA (2005). A Self-Configuring MANET for Coverage Area Adaptation through Kinematic
Control of a Platoon of Mobile Robots. In: Proceedings of IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems. Edmonton, CA, p.
.1332-1337
G.ANTONELLI, ARRICHIELLO F., S.CHIAVERINI (2005). The Null-Space-Based Behavioral Control for Soccer-Playing Mobile Robots. In:
Proceedings of 2005 IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics. Monterey, CA, p. 1257-1262
G.ANTONELLI, ARRICHIELLO F., S.CHIAVERINI (2005). Experimental kinematic comparison of behavioral approaches for mobile robots. In:
Proceedings of 16th IFAC World Congress. Praha, CZ
G.ANTONELLI, ARRICHIELLO F., S.CHIAVERINI (2005). The Null-Space-Based behavioral control for mobile robots. In: Proceedings of IEEE
International Symposium on Computational Intelligence in Robotics and Automation. Espoo, Finland, p. 15-20
ARRICHIELLO F., S.GERBINO (2004). How to investigate constraints and motions in assemblies by screw theory. In: Proceedings of 4th CIRP
International Seminar on Intelligent Computation in Manufacturing Engineering. Sorrento, I
6 - Risorse umane da impegnare nelle attività dell'Unità di Ricerca
6.1 - Personale a tempo indeterminato (A.1.1) e/o determinato (A.1.2)
Personale dipendente dell'Istituzione, sede dell'Unità di ricerca
nº Cognome Nome
1.
2.
Dipartimento/Istituto/
Divisione/Settore
ANTONELLI Gianluca AUTOMAZIONE, ELETTROMAGNETISMO, INGEGNERIA
DELL'INFORMAZIONE E MATEMATICA INDUSTRIALE
CHIAVERINI Stefano AUTOMAZIONE, ELETTROMAGNETISMO, INGEGNERIA
DELL'INFORMAZIONE E MATEMATICA INDUSTRIALE
Qualifica
Tipologia Mesi/ Costo
uomo
Professore Associato Tempo
confermato
Indeterminato
Professore Ordinario Tempo
Indeterminato
TOTALE
5
26.500
4
37.500
9 64.000
Personale docente esterno alla sede dell'Unità di ricerca
nº Cognome Nome Ente / Istituzione / Impresa Dipartimento/Istituto/ Qualifica Tipologia Mesi/ Costo
Divisione/Settore
uomo
TOTALE
00
6
Personale di Enti/Istituzioni/Imprese esterno alla sede dell'Unità di ricerca
nº Cognome Nome Ente / Istituzione / Impresa Dipartimento/Istituto/ Qualifica Tipologia Mesi/ Costo
Divisione/Settore
uomo
TOTALE
00
6.2 -Assegnisti, dottorandi, post-doc e borsisti (A.2) - Già acquisiti con altri fondi e saltuariamente
impiegato nel Progetto di Ricerca
nº Cognome Nome Università Dipartimento/Istituto Qualifica Mesi/
uomo
TOTALE
0
6.3 - Personale a contratto, assegnisti, borsisti, dottorandi, da destinare a questo specifico Progetto di
Ricerca (A.2)
nº
Qualifica
Tipologia
Mesi/
uomo
TOTALE
Costo
0
0
6.4 - Contratti con giovani ricercatori (C.1) e/o ricercatori di chiara fama internazionale (C.2) da
destinare a questo specifico Progetto di Ricerca
nº Cognome Nome
1.
Qualifica
Tipologia
Mesi/ Costo
uomo
ARRICHIELLO Filippo dottore di ricerca Contratto almeno triennale per giovane ricercatore
33
93.199
TOTALE
33 93.199
7 - Mesi uomo complessivi dedicati alle attività proposte
Numero
Mesi/
uomo
Costo
Personale a tempo indeterminato (A.1.1)
2
9
64.000
Personale a tempo determinato (A.1.2)
0
0
0
Personale non dipendente (A.2)
0
0
0
Contratti con Giovani ricercatori (C.1)
1
33
93.199
Contratti con Ricercatori di chiara fama internazionale (C.2)
0
0
0
8 - Descrizione delle attrezzature da acquistare per il Progetto di Ricerca
nº
Anno di
acquisizione
1.
2009
Descrizione (italiano)
squadra di robot mobili khepera III con
sensoristica e dispositivi di comunicazione
Descrizione (inglese)
squadra di Khepera III mobile robots with sensors
equipment and communication devices
Valore Percentuale
presunto di utilizzo
per le attività
proposte
33000
100%
7
9 - Spese complessive dell'Unità di Ricerca
Voce di spesa (DM. 199 Ric. del 08/03/01;
art.6, c.6)
Spesa A.1.1 (*)
Spesa
Descrizione (italiano)
Descrizione (inglese)
64.000 Spese relative al costo dei mesi uomo per
il personale impegnato nel progetto
0
Spesa A.1.2 (*)
Spesa A.2 (*)
Spesa B
Costs of personnel of the research unit
0
Spese generali direttamente imputabili
all'attività di ricerca (obbligatoriamente
nella misura forfettizzata del 60% del
costo del personale di cui alle voci A e C)
Spesa C.1
94.319 Spese generali direttamente imputabili
all'attività di ricerca (obbligatoriamente
nella misura forfettizzata del 60% del
costo del personale di cui alle voci A e C)
Spese generali direttamente imputabili
all'attività di ricerca (obbligatoriamente
nella misura forfettizzata del 60% del costo
del personale di cui alle voci A e C)
93.199 Contratto triennale per ricercatore a
tempo determinato
three years researcher' contract
Spese per giovani ricercatori
Spesa C.2
0
Spese per ricercatori di chiara fama
internazionale
Spesa D
Spesa E
Spesa F
Spesa G
TOTALE
33.000 squadra di robot mobili khepera III con
team of Khepera III mobile robots with
sensoristica e dispositivi di comunicazione sensors and communication devices
22.000 Spese per missioni ed iscrizioni a convegni Missions and conferences' registrations
306.518
10 - Incidenza sul costo totale del Progetto di Ricerca
Indicare la percentuale
48%
11 - Costo complessivo dell'Unità di Ricerca
A carico del MIUR
A carico del Proponente
TOTALE
149.323
63.996
213.319
Costo delle attività di ricerca
Costo dei contratti almeno triennali (giovani ricercatori)
Costo dei contratti (ricercatori di chiara fama)
93.199
93.199
0
0
242.522
Costo complessivo della Progetto di Ricerca
63.996
306.518
12 - Conoscenza lingua inglese
Attesto di avere una ottima conoscenza della lingue inglese: SI
13 - Certificazione disponibilità al cofinanziamento previsto
Certifico la dichiarata disponibilità al cofinanziamento previsto:
SI
8
14 - Dichiarazione di conseguimento del titolo di dottore di ricerca
Dottore di ricerca in Ingegneria Elettrica e dell'Informazione
Conseguito presso Università degli Studi di CASSINO
22/02/2007
In data
15 - Certificazione contratto almeno triennale da parte dell'ente
Istituzione
Si attesta di avere acquisito apposito impegno dell'ente a
stipulare con il sottoscritto apposito contratto di durata
almeno triennale, secondo la normativa vigente:
Università degli Studi di CASSINO
SI
16 - Svolgimento attività di progetto
Mi impegno a completare le attivita' di progetto presso l'istituzione indicata nel punto 15: SI
Si ricorda che il cofinanziamento a carico del proponente deve essere pari al 30% del costo complessivo della proposta progettuale, detratti i costi dei contratti
triennali per giovani ricercatori e per ricercatori di chiara fama, che sono finanziati al 100%.
I dati contenuti nella domanda di finanziamento sono trattati esclusivamente per lo svolgimento delle funzioni istituzionali del MIUR. Incaricato del trattamento è il
CINECA- Dipartimento Servizi per il MIUR. La consultazione è altresì riservata al MIUR - D.G. della Ricerca
-- Ufficio IV, alla Commissione FIRB e ai referee scientifici. Il MIUR potrà anche procedere alla diffusione dei principali dati economici e scientifici relativi ai
progetti finanziati. Responsabile del procedimento è il dirigente dell'ufficio IV della D.G. della Ricerca del MIUR.
Firma .............................
Data 27/02/2009 00:30
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