Bando 2024 del Collegio Ingegneri Venezia per l’assegnazione di tre Premi di Laurea:
Control of an autonomous aerodynamic airshield for training Olympic 100m sprint athletes
- Autore: Ing. Giulia Cutini
- Relatore: prof. Giuseppe Notarstefano - Università degli Studi Bologna Alma Mater Studiorum
- Considerazioni generali valutative:
Il lavoro svolto nella tesi analizza lo sviluppo e il controllo di un sistema autonomo innovativo per l’allenamento di atleti olimpici specializzati nei 100 metri piani. Il sistema consiste in un go-kart elettrico a guida autonoma, dotato di uno scudo aerodinamico in plexiglass progettato per ridurre la resistenza dell’aria e consentire agli atleti di raggiungere velocità sovra massimali, non ottenibili in condizioni normali.
Il fulcro dello studio è la progettazione di controllori ottimizzati per regolare la posizione e la velocità del go-kart in relazione al corridore. Sono stati sviluppati tre approcci principali: un Linear Quadratic Regulator (LQR) con Gain Scheduling, un Model Predictive Controller (MPC) e un Offset-free Model Predictive Control per affrontare i limiti del modello cinematico lineare utilizzato.
I controllori sono stati testati mediante simulazioni in Python e prove Hardware-in-the-loop in ambiente ROS2, utilizzando profili di velocità reali tratti da competizioni di livello mondiale. Il confronto delle performance ha evidenziato l’efficacia del sistema, che è stato ulteriormente validato con test sul campo per valutare l’operatività in condizioni reali.
Il progetto mostra un discreto grado di fattibilità e applicabilità pratica, essendo stato testato con simulazioni e prove reali Hardware-in-the-loop. La tecnologia proposta può essere utilizzata nel contesto sportivo professionale. L'idea di uno scudo aerodinamico autonomo per migliorare le prestazioni atletiche è innovativa e applica soluzioni tecnologiche avanzate in un contesto inusuale come l'allenamento sportivo. La combinazione di diverse tecniche di controllo per ottimizzare le performance del sistema è motivo di ulteriore originalità.
Il progetto evidenzia una chiara rilevanza per il miglioramento delle prestazioni atletiche e l'innovazione tecnologica nello sport, un ambito di forte interesse sociale e accademico.
La metodologia è accurata, combinando simulazioni avanzate con test sul campo. L'uso di strumenti come Python e ROS2 dimostra un approccio rigoroso e moderno. La descrizione del lavoro appare ben strutturata, dettagliata e basata su solide basi scientifiche.
La tesi integra concetti di ingegneria meccanica, controllo ottimale, simulazione e scienza sportiva. Non emerge un riferimento diretto a problematiche locali.
PREMIO DI LAUREA INGEGNERI ECCELLENTI: TESI VINCITRICE PER LA CATEGORIA INGEGNERIA DELL’INFORMAZIONE - LAUREA MAGISTRALE:
Control of an autonomous aerodynamic airshield for training Olympic 100m sprint athletes
- Autore: Ing. Giulia Cutini
- Relatore: prof. Giuseppe Notarstefano - Università degli Studi Bologna Alma Mater Studiorum
- Considerazioni generali valutative:
Il lavoro svolto nella tesi analizza lo sviluppo e il controllo di un sistema autonomo innovativo per l’allenamento di atleti olimpici specializzati nei 100 metri piani. Il sistema consiste in un go-kart elettrico a guida autonoma, dotato di uno scudo aerodinamico in plexiglass progettato per ridurre la resistenza dell’aria e consentire agli atleti di raggiungere velocità sovra massimali, non ottenibili in condizioni normali.
Il fulcro dello studio è la progettazione di controllori ottimizzati per regolare la posizione e la velocità del go-kart in relazione al corridore. Sono stati sviluppati tre approcci principali: un Linear Quadratic Regulator (LQR) con Gain Scheduling, un Model Predictive Controller (MPC) e un Offset-free Model Predictive Control per affrontare i limiti del modello cinematico lineare utilizzato.
I controllori sono stati testati mediante simulazioni in Python e prove Hardware-in-the-loop in ambiente ROS2, utilizzando profili di velocità reali tratti da competizioni di livello mondiale. Il confronto delle performance ha evidenziato l’efficacia del sistema, che è stato ulteriormente validato con test sul campo per valutare l’operatività in condizioni reali.
Il progetto mostra un discreto grado di fattibilità e applicabilità pratica, essendo stato testato con simulazioni e prove reali Hardware-in-the-loop. La tecnologia proposta può essere utilizzata nel contesto sportivo professionale. L'idea di uno scudo aerodinamico autonomo per migliorare le prestazioni atletiche è innovativa e applica soluzioni tecnologiche avanzate in un contesto inusuale come l'allenamento sportivo. La combinazione di diverse tecniche di controllo per ottimizzare le performance del sistema è motivo di ulteriore originalità.
Il progetto evidenzia una chiara rilevanza per il miglioramento delle prestazioni atletiche e l'innovazione tecnologica nello sport, un ambito di forte interesse sociale e accademico.
La metodologia è accurata, combinando simulazioni avanzate con test sul campo. L'uso di strumenti come Python e ROS2 dimostra un approccio rigoroso e moderno. La descrizione del lavoro appare ben strutturata, dettagliata e basata su solide basi scientifiche.
La tesi integra concetti di ingegneria meccanica, controllo ottimale, simulazione e scienza sportiva. Non emerge un riferimento diretto a problematiche locali.
