Knowledge Aided Engineering Manufacturing and Related ... · cinematismi in genere) e collisioni tra oggetti rigidi o deformabili ... • Visualizzazione linee, poligoni, curve e

Knowledge Aided

Engineering Manufacturing

and Related

Technologies

Informatica Grafica Ing. Michele Antolini [email protected] (Prof. a contratto)

Dipartimento di Meccanica - Politecnico di Milano

KAEMaRT Michele ANTOLINI

About me

!  Classe 1981

!  Laurea Triennale e Specialistica in Ingegneria Informatica, Politecnico di Milano 2007

!  Dal 2009 Dottorando di Ricerca presso il Politecnico di Milano

!  Campi di ricerca: dispositivi haptic e realtà virtuale


Haptics

•  I dispositivi haptic sono in grado di fornire stimoli al senso del tatto

•  Spesso sono bracci robotici il cui volume di lavoro è confrontabile, a seconda del modello speci!co, con quello del polso, dell’avambraccio o dell’intero braccio umano (alcuni modelli sono anche più grandi)

•  Il braccio robotico possiede una serie di sensori in grado di rilevare lo spostamento dell’end e!ector (impugnato dall’utente) o la forza su di esso applicata, simulando e"etti !sici, reazioni vincolari (cerniere, giunti sferici, cinematismi in genere) e collisioni tra oggetti rigidi o deformabili

•  Si può simulare quindi la presenza di oggetti

•  Un altro tipo di dispositivo haptic, detto tattile, simula principalmente il contatto sulla pelle generando caratteristiche come ruvidità, attrito, etc.


Haptics

•  Attività a distanza (teleoperations) •  Controllo aeroveicoli, attività in ambienti pericolosi, scala macro/micro

1 2

3


Haptics

•  Prototipi virtuali •  Ritorno di forza, percezione di forme, scultura/modellazione virtuale •  Training medico •  Sensable - http://www.sensable.com/


Haptics

•  Vibrazione •  Stretch della pelle o estrusione di pin (http://www.cim.mcgill.ca/~haptic/

laterotactile/papers/VL-VH-HS-08/)


SATIN - Sound And Tangible Interface for Novel product design

•  Dispositivo haptic lineare, attuato da

servo motori ed opportunamente sensorizzato, in grado di conformarsi secondo una curva o una super!cie (con alcuni limiti)

•  L’utente indossa occhiali 3D, vede un oggetto virtuale ed è in grado di percepirne la forma tramite il senso del tatto


SATIN

IP1 IP2IP3

IP4 IP5 IP6

IP7

IP6IP7

IP1 IP2 IP3 IP4 IP5

Virtual Object

Real hapticstrip


SATIN

R2

R1

IP1 IP2

IP3

a) Hanging pivot inminimal distance.

3

4

1

2

IP1

IP2 IP3

b) Hanging pivot in maximal distance.

IP3

IP2

IP1


SATIN

http://www.youtube.com/SATINproject


HNAVI

Haptic Navigation System •  Sistema in grado di indicare la direzione da seguire utilizzando

esclusivamente il senso del tatto

•  Viene utilizzato l’e"etto giroscopico derivante dall’inclinazione dell’asse di rotazione di un volano rotante


12 Gyro device

Stabilizzazione della direzione della coppia fornita all’utente •  Utilizzo due volani. La direzione del vettore coppia rimane stabile,

anche se il suo modulo decresce in maniera proporzionale a senθ •  I volani sono controrotanti, in modo da poter cancellare l’effetto

giroscopico quando non necessario

Perceived Direction

Tilt

Counter rotating!ywheels

Additional DOF to change displayed direction


13 Gyro device

Concept


Gyro device

Configurazione side-by-side


Direction of perceived attraction force"

Rotating flywheel"

Servo for asymmetric, cyclical angular displacement"

Asymmetric rotation"

Primo prototipo

KAEMaRT Michele ANTOLINI 16

Second prototype


Experimental setup – Maze + Visual Distractors


Some pictures


Informatica Gra!ca

Argomenti del corso Prima parte: ripasso di geometria analitica (3D) •  Vettori •  Matrici di trasformazione delle coordinate •  Rappresentazione linee e piani in due e tre dimensioni •  Curve e super!ci •  Geometria proiettiva e visualizzazione


Informatica Gra!ca

Argomenti del corso Seconda parte: OpenGL •  Hardware 3D •  Struttura delle librerie OpenGL •  Visualizzazione linee, poligoni, curve e super!ci •  Quadriche e evaluators, NURBS •  Interattività, pick di oggetti 3D


Informatica Gra!ca

Argomenti del corso Argomenti avanzati •  Ottimizzazione utilizzando Display List •  Colori e illuminazione •  Blending, antialiasing, fog •  Texture •  Shaders (GLSL: OpenGL Shading Language)


Informatica Gra!ca - Valutazione

•  Esercitazioni di laboratorio: 0-3 punti. Alla !ne dei laboratori dovrete consegnare l’esercizio richiesto. Al termine del corso verranno valutati globalmente.

•  Sviluppo di un progetto in cui l’interfaccia OpenGL sia coinvolta in maniera rilevante e in cui vengano utilizzate le conoscenze teoriche mostrate a lezione

•  Redazione di un breve elaborato (15-20 pagine) che descriva le fasi del progetti progettazione e sviluppo, commentandone i risultati !nali

•  Presentazione e dimostrazione delle funzionalità in sede d’esame •  Gruppi: 2-3 studenti

•  Ben visti progetti multidisciplinari •  Concordare sempre con il docente i dettagli del progetto


Informatica Gra!ca

Ricevimento •  Venerdi

•  Previo appuntamento


Informatica Gra!ca

Calendario •  Venerdi 9.30-13.30 Le date dei laboratori verranno comunicate nei prossimi giorni (stesso giorno ed ora delle lezioni) Durante il mese di maggio sono previste 3 lezioni aggiuntive (12 ore)


Informatica Gra!ca

Materiale del corso Sul sito u#ciale predisposto da UniBG (codice corso 38001) http://www.unibg.it/struttura/struttura.asp?corso=38001 Iscrizione al sito: http://www.kaemart.it/infogra!ca/unibg Verrà utilizzato per comunicazioni via email e per la consegna dei progetti !nali. Codice d’iscrizione: chiedere al docente

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