Modularità nella progettazione: dalla robotica mobile alle reti sensoriali wireless

Recently market survey focused on the importance of research and development to introduce technologically advanced products on different industry sectors. Such activities are necessary to acquire useful, and sometimes essential, competitive gap for the acquisition of large market segment necessaries for the product’s life cycle development. Similarly, but with opposite logic, we made the same observation supposing to introduce on the market, technologies based on university researches such as mobile robotics and wireless sensor network. Results proved that the related markets are mature and ready for substantial investment. Actual research is focused on the integration between mobile robotics and sensor networks, to take advantages from the peculiarity on both ones to improve performances of localization and distributed data collection. This work focuses on a cross-analysis of this two technologies. As explained by the thesis’s title, we want to analyze modular procedure, easily reusable, to develop complex and well structured systems, like the ones we examine. The thesis starts with the description of general mobile robotics aspects, sensors and the modular architecture used to achieve a solution for real context. With the same logic we introduce wireless sensor networks and we illustrate the development of a hardware and software architecture for real context applications. The work ends with a comparative analysis of the two research fields comparing the methodological implementation of complex solutions starting with modular approaches. We want to prove that , even if in different context, it’s possible to use an approach defined as modular and evaluate the strong and the weak points.

Recenti analisi di mercato hanno evidenziato l’importanza di attività di ricerca e sviluppo per l’introduzione di prodotti tecnologicamente avanzati sui mercati di riferimento. Tali attività si rendono necessarie per l’acquisizione di gap competitivi utili, se non indispensabili, per l’acquisizione di fette di mercato importanti allo sviluppo del ciclo di vita del prodotto. Stesse valutazioni sono state fatte, con metodologia inversa, partendo dall’ipotesi di introdurre sul mercato tecnologie consolidate in ambito di ricerca universitaria quali sono la robotica mobile e le reti sensoriali. Il risultato degli studi ha dimostrato che i relativi mercati sono in una fase di maturità che invita a forti investimenti. Detto ciò, sebbene recenti attività di ricerca sono volte all’integrazione di reti sensoriali wireless e robotica mobile affinché si possano sfruttare a pieno le peculiarità degli uni e degli altri, al fine di migliorare le performance di localizzazione e raccolta dati distribuita, il focus di questo lavoro è orientato ad un’analisi trasversale delle due tecnologie. Il fine ultimo, come recita il titolo della tesi, è quello di analizzare procedure modulari e facilmente riutilizzabili, per lo sviluppo di sistemi complessi e articolati come lo sono quelli in esame. La tesi inizia dunque presentando aspetti generali sulla robotica mobile, i sensori che la caratterizzano e l’architettura modulare sviluppata per la realizzazione di una soluzione applicata ad un contesto reale. Segue, con medesima linea logica, l’introduzione delle reti sensoriali e lo sviluppo di un’architettura hardware e software per l’applicazione a contesti reali di misura distribuita. Il lavoro si conclude con un’analisi comparativa dei due ambiti di ricerca mettendo a confronto le metodologia di implementazione di soluzioni complesse, partendo da approcci di tipo modulare. L'obiettivo sarà di dimostrare come, pur operando in contesti apparentemente differenti, sia possibile adottare un approccio che si possa definire modulare valutandone i punti di forza e di debolezza.