56 research outputs found
Space optimization in warehouses logistics
No full textIndustrial warehouses are typically composed by multi levels scaffolds holding pallets, each pallet carrying one or more manufacturing item. The paper introduces the problem of the wasted space in industrial warehouses and describes the algorithms implemented in a simulation software able to suggest how to organize the storage of the manufacturing items. The proposed software uses effective and efficient search algorithms to minimize the overall storage lost space. The general structure of the numeric platform and the logics of the solver algorithms are described together with the strategies adopted to reduce the computation time. Typical results obtained in an industrial environment working in the plastics sector are presented and discussed
Simulation and Digital Twin of a Robotic Sanitizing Process of Environments at Risk During the Pandemic
No full textThe goal of this work is the design and development of intelligent semi-autonomous processes conducted by a team of mobile robots for cleaning environments whose hygiene must comply with the law, such as restaurant and community environments, healthcare facilities, laboratories and hospital departments. The cleaning team is composed by mobile robots designed for wall cleaning tasks but they can also be used for floor and ceiling cleaning tasks. The article proposes a simulator, based on the geometric model of the environment and functional model of the robot, that allows to define cleaning procedures adapted to needs and regulations with a good margin of flexibility. This simulator is configured as a digital twin of the local cleaning system and can be used for cleaning procedure improvements, for the punctual definition of maintenance operations and for the review of the process in case of new regulations and o runexpected occurrences
Twin tools for intelligent manufacturing: a case study
No full textThe article deals with a case of an industrial plant for which a balanced mix of flexibility and production slenderness is sought together with high quality, transparency and production effectiveness. The study is based on virtual plant assessments (by means of virtual engineering) and considers industrial artefacts (automotive components) aiming at economics of scale figures on short horizons, but undergoing fast updating requests of high flexibility of new hybrid and electric vehicles; the sought solution profits of shop-floor resources modularity and robotic cells use; example simulation issues are given, and the advantages, offered by the use of digital twins, are analyzed
Brainstorm on artificial intelligence applications and evaluation of their commercial impact
No full textA countless number of artificial intelligence applications exist in a wide range of fields. The artificial intelligence (AI) technology is becoming mature, free powerful libraries enable programmers to generate new apps using a few lines of code. The study identifies the applications that are the most interesting for a developer as far as profit is concerned. Some AI applications related to trading, industry, sales, logistics, games, and personal services have been considered. To select the most promising AI applications, multi criteria methods have been adopted. This brainstorm may be useful to inspire new born start-ups, willing to create viral apps/products. The paper wishes to be informative and light, for further information, a rich selection of publications and books is provided
Development of micro-tools for surgical applications
No full textLa chirurgia minimamente invasiva (MIS) è un approccio innovativo che permette di ridurre il trauma del paziente, il dolore ed il tempo per la riabilitazione postoperatoria; la miniaturizzazione, l'aumento di sicurezza e destrezza sono oggetti comuni di ricerca. Il nuovo approccio sostituisce l'incisione ampia, utilizzata per le operazioni classiche, con piccole incisioni. Mini-braccia di robot sono inserite da piccoli orifizi: una telecamera endoscopica e da uno a tre bracci sono utilizzati dai chirurghi, per effettuare le procedure chirurgiche.
Il progetto è stato sviluppato tramite una collaborazione tra il laboratorio PMAR, dell' Università di Genova, ed il laboratorio LRP, dell' Università Paris 6. L'argomento dello studio è lo sviluppo di mini-bracci articolati per la chirurgia minimamente invasiva.
Quattro architetture di braccia articolate sono state proposte. Questi strumenti modulari permettono di seguire un cammino curvo, con impatto minimale. Lo strumento sviluppato è formato di uno avan-braccio articolato, che porta un polso e di accessori pertinenti: bisturi, forbici, pinze, videocamera, ecc.. Il braccio è un esempio interessante di Sistema Meccanico Micro-Elettrico (MEMS); attuazione, comando e detenzione sono integrati.
Le varie soluzioni sono state studiate e le caratteristiche operative fondamentali sono riassunte e confrontate. Particolarmente interessante è la concezione del modulo ‘micro macchina da cucire', capace di funzionare con un filo solo. Il braccio è formato di una sequenza di moduli. Per ragioni di funzionalità, i moduli hanno tutta la stessa interfaccia meccanica. Grazie ad un lavoro di gruppo con il collega Dottorando Damien Sallé, circa 25 moduli sono stati concepiti e la loro affidabilità verificata. Questi moduli sono attivati da micro motori elettrici e da fili in lega a memoria di forma.
Cambiando l'ordine dei moduli, è possibile creare una grande famiglia di bracci differnti. Abbiamo scelto l'architettura, illustrata nella figura seguente, che può meglio effettuare operazioni di chirurgia cardiaca, secondo l'analisi d'ottimizzazione oggetto della tesi di collega Damien.
Un prototipo di strumento chirurgico è stato costruito a Parigi ed è stato oggetto di prove. Il mini-braccio è attuato da cinque motori elettrici: la posizione angolare di ciascuno gradi di libertà è misurata da un sensore magnetico, la pinza è attivata con leghe a memoria di forma.
Il problema della cinematica diretta è stato risolto per trovare lo spazio di lavoro. Lo Jacobiano, calcolato con la teoria delle viti, ha permesso di analizzare le singolarità del robot. Un algoritmo innovativo di controllo, capace di gestire la ridondanza dello strumento, è stato sviluppato. Sotto, accanto al mini-braccio, è riportato lo spazio di lavoro calcolato.
Lo strumento, come una lumaca, vive all'interno di una scatola. Il braccio è capace di uscire e dirigersi secondo il cammino programmato. Durante l'operazione di chirurgia, il braccio entra nel corpo di paziente ed effettua l'operazione. L’immagine seguente propone una vista schematica della lumaca.
La cooperazione con i robot cambierà radicalmente la pratica chirurgica, superando i limiti antropocentrici di movimento e di miniaturizzazione. Il progetto considera tali opportunità, con osservazioni sulle strategie di controllo tipiche e con proposte innovative. Lo studio si conclude con esperimenti in realtà virtuale, che utilizzano modelli digitali. Grazie all'algoritmo di controllo messo a punto, il chirurgo ha la possibilità di seguire l'operazione occupandosi solamente dello strumento terminale, mentre il corpo della mini-braccio evita automaticamente ogni organo vitale, individuato dai sensori di prossimità posizionati lungo la braccio
Review of robotic surgery platforms and end effectors
No full textIn the last 50 years, the number of companies producing automated devices for surgical operations has grown extensively. The population started to be more confident about the technology capabilities. The first patents related to surgical robotics are expiring and this knowledge is becoming a common base for the development of future surgical robotics. The review describes some of the most popular companies manufacturing surgical robots. The list of the company does not pretend to be exhaustive but wishes to give an overview of the sector. Due to space constraints, only a limited selction of companies is reported. Most of the companies described are born in America or Europe. Advantages and limitations of each product firm are described. A special focus is given to the end effectors; their shape and dexterity are crucial for the positive outcome of the surgical operations. New robots are developed every year, and existing robots are allowed to perform a wider range of procedures. Robotic technologies improve the abilities of surgeons in the domains of urology, gynecology, neurology, spine surgery, orthopedic reconstruction (knee, shoulder), hair restoration, oral surgery, thoracic surgery, laparoscopic surgery, and endoscopy
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