STUDIO E SIMULAZIONI DI SISTEMI NGC PER ROBOT MARINI BIOMORFI

Over the years the interest in research and exploration of the marine environment has led to significant growth in the field of autonomous submarine vehicles. The autonomy of the AUVs depends mainly on two factors: the first consists of a suitable guidance, control and navigation system, while the second factor concerns the efficiency of the propulsion system. Over the past two decades, the improvement of AUVs propulsive performance has been studied and investigated by many researchers, who have concluded that greater propulsive efficiency can be achieved by approximating the tail propulsion system of fish, given that they are highly efficient swimmers. In order to achieve this, biomimetic AUVs have been developed. This paper reports the work done by the author during the ERASMUS internship at the CRIS (Center for Robotic and Intelligence Systems) department of the University of Limerick. The main aim of this work is to develop a simulation environment, enhanced with a three-dimensional graphical interface, for a biomimetic AUV equipped with a hybrid propulsion system. The simulation environment is implemented in the Simulink software, which provides various toolboxes such as the Virtual Reality Toolbox, that allows to create and interact with dynamic systems in a 3D virtual reality environment. The second aim of this project is to design and implement a guidance and control system for the robot in the simulator. In particular, the AUV analysed in this work tries to imitate the appearance and approximate the swimming style of a fish belonging to the ostraciiform class and has been called GUIZZO 6.0.

Nel corso degli anni l'interesse nella ricerca ed esplorazione dell'ambiente marino ha portato una notevole crescita nel campo dei veicoli sottomarini autonomi (AUV). L'autonomia degli AUV dipende principalmente da due fattori: il primo consiste nella realizzazione di un sistema di navigazione, guida e controllo adatto, mentre il secondo fattore riguarda l'efficienza del sistema di propulsione. Negli ultimi due decenni, il miglioramento delle prestazioni propulsive degli AUV è stato oggetto di studio e investigazione di molti ricercatori, i quali sono giunti alla conclusione che una maggiore efficienza propulsiva può essere raggiunta imitando il sistema di propulsione della coda dei pesci, dato che essi sono nuotatori altamente efficienti. Al fine di raggiungere tale obiettivo, sono stati sviluppati AUV biomimetici. In questo elaborato viene riportato il lavoro svolto dall'autore, durante il periodo di tirocinio ERASMUS presso il dipartimento CRIS (Centre for Robotic and Intelligence Systems) dell' Università di Limerick. Lo scopo principale del progetto consiste nello sviluppare un ambiente di simulazione, rafforzato da una interfaccia grafica tri-dimensionale, per un AUV biomimetico dotato di un sistema di propulsione ibrida. L’ambiente di simulazione viene implementato nel software Simulink, il quale fornisce numerosi toolbox come il Virtual Reality Toolbox che consente di realizzare ed interagire con sistemi dinamici in un ambiente di realtà virtuale 3D. Il progetto prevede, inoltre, un secondo scopo, ovvero quello di ideare ed implementare nel simulatore un sistema di guida e controllo per il robot. In particolare, l’AUV analizzato in questo lavoro cerca di imitare l’aspetto e approssimare lo stile di nuoto di un pesce appartenente alla classe ostraciiforme ed è stato chiamato GUIZZO 6.0.