Pianificazione del moto di un robot manipolatore per applicazioni di grasping

The purpose of this thesis is to analyze the motion planning of a robot manipulator in grasping tasks and provide all the theory required to study this topic. In the first part of the thesis, we illustrate the theory necessary to define the configuration space and its topology and to implement two algorithms used in motion planning: RRT and RRT*. Later we introduce the grasping problem and in particular we discuss grasp quality indeces, whose combination with RRT and RRT* create a new algorithm called: Grasp-RRT. Finally we show the virtual and experimental results obtained by studying the motion planning problem of the Kinova Jaco 2 robot manipulator.

L'obbiettivo di questa tesi è quello di studiare la pianificazione del moto di un robot manipolatore in un'applicazione di grasping, cioè di afferraggio di oggetti, e di fornire delle solide competenze teoriche per affrontare questa problematica. Innanzitutto verranno presentate le nozioni teoriche, valide per un qualunque problema di pianificazione del moto applicato ad un generico robot, necessarie per definire correttamente la struttura topologica dello spazio delle configurazioni, per implementare gli algoritmi RRT e RRT* e per comprenderne le caratteristiche e le potenzialità. Successivamente, verranno illustrati nel dettaglio il problema del grasping e la sua modellizzazione, con particolare interesse rivolto agli indici di qualità, i quali, combinati con RRT oppure RRT*, permetteranno di sviluppare un algoritmo, noto con il nome di Grasp-RRT. Infine verranno mostrati i risultati virtuali e sperimentali ottenuti dalla movimentazione del robot manipolatore Kinova Jaco 2.