Controllo attivo in forza di un manipolatore robotico per campionamento del suolo di corpi celesti a bassa gravità

This thesis relates to space robotics and has been developed thanks to Selex ES support and experience in space technology. More in detail, since space robotics deals with many applications, this work will focus on the fast sampling of low gravity bodies. The thesis will propose some active force control strategies on a manipulator that has to perform a drilling task, evaluate their characteristics and establish which solution has the best performances. The need to evaluate the innovative strategies effectiveness within this area derives from MARCOPOLO-R program, which belongs to missions devoted to fast sampling of ground in an extraterrestrial environment. The dissertation will explain, compare and implement three control strategies, showing the best solution chosen on the basis of experimental results obtained fulfilling real mission requirements.

Questa tesi si colloca nell'ambito della robotica spaziale, ed è stata sviluppata grazie al supporto e all'esperienza di Selex ES in questo settore. Più dettagliatamente, dato che la robotica spaziale ricopre una vasta gamma di applicazioni, si tratterà l'ambito del campionamento veloce di suolo su corpi celesti a bassa gravità. Lo scopo della tesi è quello di proporre delle strategie di controllo attivo della forza su un manipolatore che deve eseguire compiti di perforazione, valutarne le prestazioni e stabilire quale soluzione potrebbe avere le migliori performance. L'esigenza di valutare l'efficacia di strategie innovative per il settore deriva dal programma MARCOPOLO-R, che rientra nelle missioni dedicate al campionamento veloce di suolo in ambiente extraterrestre. Vengono proposte, confrontate e implementate tre diverse tipologie di controllo. Sulla base dei risultati ottenuti si sceglierà la migliore soluzione per una possibile missione con requisiti realistici.