Sviluppo di una applicazione assistiva per robot mobile con braccio manipolatore

Robotic systems have experienced a noticeable growth in the recent years, and both the academic and professional worlds are interested in developing applications of real world use of service robots. Service robots, and especially mobile manipulators, are a promising technology to assist people in daily tasks, such as reorganizing living spaces. This thesis intends to design and show an assistive application for the Hello Stretch RE2 developed by Hello-Robot Inc. The robot was originally realized to perform teleoperation tasks; with the present work, an automatic task execution is instead implemented and evaluated. Since the robot is provided with a digital clone, the thesis project was split in two parts: the first one consisted in designing and testing the intended application in a simulated environment (using ROS and Gazebo), while the second one focused on the implementation on the physical robot (using ROS). The application was differentiated in a functioning core and additional functionalities. The core included navigation, joint movement and grasping, while additional functionalities considered the determination of object positions and the comparison with their desired positions. Metrics were finally defined to assess the effectiveness and efficiency in executing the assistive tasks.

I sistemi robotici hanno registrato una crescita notevole negli ultimi anni e sia il mondo accademico che quello professionale sono interessati a sviluppare applicazioni di utilizzo reale dei robot di servizio. I robot assistivi, e in particolare i manipolatori mobili, sono una tecnologia promettente per assistere le persone nelle attività quotidiane, come la riorganizzazione degli spazi abitativi. Questa tesi intende progettare e mostrare un'applicazione di assistenza per l'Hello Stretch RE2 sviluppato da Hello-Robot Inc. Il robot era stato originariamente realizzato per eseguire compiti tramite teleoperazione; con il presente lavoro viene invece implementata e valutata una esecuzione automatica di un task assistivo. Poiché il robot è dotato di un clone digitale, il progetto di tesi è stato suddiviso in due parti: la prima consiste nel progettare e testare l'applicazione prevista in un ambiente simulato (utilizzando ROS e Gazebo), mentre la seconda si concentra sull'implementazione sul robot fisico (utilizzando ROS). L'applicazione è articolata in un nucleo funzionante e in funzionalità aggiuntive. Il nucleo include la navigazione, il movimento delle giunture e la presa, mentre le funzionalità aggiuntive comprendono la rilevazione delle posizioni degli oggetti e il confronto con le posizioni desiderate. Sono state infine definite delle metriche per valutare l'efficacia e l'efficienza nell'esecuzione dei compiti di assistenza.