Trajectory planning of single and dual-arm robots for time-optimal handling of liquids and objects

This Thesis studies the optimal control problem of single-arm and dual-arm serial robots to achieve the time-optimal handling of liquids and objects. The first topic deals with the planning of time-optimal anti-sloshing trajectories of an industrial robot carrying a cylindrical container filled with a liquid, considering 1-dimensional and 2-dimensional planar motions. A technique for the estimation of the sloshing height is presented, together with its extension to 3-dimensional motions. An experimental validation campaign is provided and discussed to assess the thoroughness of such a technique. As far as anti-sloshing trajectories are concerned, 2-dimensional paths are considered and, for each one of them, three constrained optimizations with different values of the sloshing-height thresholds are solved. Experimental results are presented to compare optimized and non-optimized motions. The second part focuses on the time-optimal trajectory planning for dual-arm object handling, employing two collaborative robots (cobots) and adopting an admittance-control strategy. The chosen manipulation approach, known as cooperative grasping, is based on unilateral contact between the cobots and the object, and it may lead to slipping during motion if an internal prestress along the contact-normal direction is not prescribed. Thus, a virtual penetration is considered, aimed at generating the necessary internal prestress. The stability of cooperative grasping is ensured as long as the exerted forces on the object remain inside the static-friction cone. Constrained-optimization problems are solved for 3-dimensional paths: the virtual penetration is chosen among the control inputs of the problem and friction-cone conditions are treated as inequality constraints. Also in this case experiments are presented in order to prove evidence of the firm handling of the object, even for fast motions.

Impatto dell'uso dell'Edmonton Symptom Assessment System all'interno di un ambulatorio integrato di radioterapia e cure palliative sull'ottimizzazione della qualita di cura

I pazienti affetti da patologie oncologiche avanzate hanno un'esperienza di sintomi multipli spesso concomitanti tra loro. Lo scopo di questo progetto è quello di valutare come, nel contesto di un’ambulatorio integrato di Radioterapia e Cure Palliative (rep), sia possibile descrivere e quantificare i sintomi riportati dal paziente attraverso uno strumento di analisi convalidato, nello specifico l’Edmonton Symptom Assessment System (ESAS) al fine di costruire una proposta terapeutica ottimizzata per il singolo paziente. Da aprile 2016 ad aprile 2020, sono stati analizzati gli accessi al rep per un totale di 519 accessi, quindi abbiamo selezionato solo le visite dei pazienti che avevano completato totalmente lo strumento ESAS per la valutazione dei sintomi. La popolazione in studio era quindi composta da 212 pazienti, di questi 120 erano uomini, 92 erano donne, l'età media era di 72 anni, del totale il 36% era stato sottoposto a radioterapia. I principali risultati ottenuti dall'analisi dei dati relativi alla popolazione in studio sono stati i seguenti: 1) il 25% dei pazienti muore entro 2,2 mesi, il 60% entro 6 mesi; 2) la popolazione maschile ha un rischio di morte più elevato rispetto alla popolazione femminile; 3) Esiste una chiara differenza negli indici di correlazione tra la popolazione femminile e quella maschile 4) I principali sintomi correlati sono: dolore, mancanza di appetito, ansia, sonnolenza; 5) Il sintomo del dolore non è associato ad un aumento del rischio di morte, mentre la mancanza di appetito e sonnolenza sono associati ad un aumento del rischio di morte. In conclusione, i dati a nostra disposizione hanno dimostrato che un'analisi approfondita dei sintomi attraverso lo strumento ESAS è fattibile e necessaria portando informazioni fondamentali per una gestione ottimale del paziente, dandoci la possibilità di muoverci verso l'opportunità di trattamenti sempre più personalizzati e individualizzati in base alle caratteristiche dei singoli pazienti.

Promuovere l'autovalutazione e il miglioramento delle strategie di apprendimento degli studenti internazionali cinesi: una ricerca empirica presso l'Università di Bologna

Nel quadro di alcuni filoni di ricerca inerenti alla promozione delle strategie cognitive, metacognitive e motivazionali degli studenti per una migliore efficacia del loro apprendimento (anche a livello universitario), il contributo presenta l’impianto e gli esiti di una ricerca empirica volta a indagare le percezioni degli studenti internazionali cinesi sulla loro esperienza universitaria in Italia, con un focus sulle eventuali difficoltà nell’adozione di un approccio autonomo e strategico all’apprendimento, e a sperimentare un intervento formativo messo a punto per sostenerli nel miglioramento del loro approccio all’apprendimento attraverso l’uso di procedure sistematiche di autoriflessione, self-recording e autovalutazione supportate dalla ricercatrice. Il disegno della ricerca è un quasi-esperimento a due gruppi con pre-test e post-test. Il campione è costituito da 60 studenti di diversi Dipartimenti dell’Università di Bologna che hanno partecipato volontariamente alla ricerca, di cui 30 hanno preso parte all’intervento. Gli strumenti utilizzati per la misurazione in ingresso e in uscita sono il Questionario sui Processi di Apprendimento e alcune scale del Questionario sulle Strategie di Apprendimento. Agli studenti del gruppo sperimentale è stato somministrato anche un questionario finale di valutazione del percorso formativo. Sono state inoltre effettuate alcune interviste a distanza di tempo come fase di follow up. Gli studenti in entrambi i gruppi affrontano sfide relative all’ambientamento nel contesto universitario italiano, con particolare riferimento a difficoltà linguistiche e di integrazione sociale. I principali fattori influenti sull’efficacia dello studio includono le barriere linguistiche, la gestione del tempo, la consapevolezza e l’uso delle strategie di studio. Nonostante emerga un miglioramento del gruppo sperimentale tra pre e post test, le differenze tra i due gruppi non sono risultate statisticamente significative. Tuttavia, i feedback forniti dagli studenti nel questionario di soddisfazione per il percorso formativo e nelle interviste post-intervento evidenziano percezioni positive sull’utilità del percorso, con benefici relativi al loro approccio allo studio.