Detail předmětu

Robotika (v angličtině)

ROBa Ak. rok 2019/2020 zimní semestr 5 kreditů

Prvky a struktura stacionárních průmyslových robotů. Kinematické konfigurace průmyslových robotů. Kinematika. Řešení inversní kinematické úlohy. Singularity. Dynamika. Rovnice pohybu. Plánování dráhy. Řízení v kartézském souřadnicovém systému, řízení v kloubovém souřadnicovém systému. Prvky a struktura mobilních robotů (MR). Modely a řízení některých kinematických struktur MR. Senzorické systémy MR. Sebelokalizace MR. Mapy prostředí. Plánování trajektorie MR. Spolupráce člověk - MR, telepresence. Kooperující MR. Umělá inteligence v robotice. Mikroroboty, netradiční pohony MR.

Aktuální informace

This course is instructed in English, and it is intended for incoming Erasmus+ students, too.

Garant předmětu

Zástupce garanta předmětu

Orság Filip, Ing., Ph.D. (UITS FIT VUT)

Jazyk výuky

anglický

Zakončení

zkouška (písemná)

Rozsah

26 hod. přednášky, 6 hod. laboratoře, 20 hod. projekty

Bodové hodnocení

55 zkouška, 19 půlsemestrální test, 6 cvičení, 20 projekty

Zajišťuje ústav

Přednášející

Cvičící

Bambušek Daniel, Ing. (UPGM FIT VUT)

Získané dovednosti, znalosti a kompetence z předmětu

Studenti získají znalosti o současném stavu a trendech v robotice. Získají praktické znalosti z konstrukce, obsluhy a použití robotů.

Cíle předmětu

Seznámit studenty se současným stavem a vývojem v oblasti robotiky. Naučit studenty základní teorii řízení robotů. Seznámit studenty s vlastnostmi robotických systémů a připravit je na obsluhu,údržbu a zavádění takových systémů.

Proč je předmět vyučován

Robotika zažívá velký rozmach díky příchodu různých autonomních systémů, ať už pro řízení vozidel nebo ve velkovýrobě. Přehled o řešení různých úloh a znalosti základů robotiky umožňují další uplatnění v odvětvích, kde se roboty používají.

Literatura studijní

  1. Siegwart, R. a Nourbakhsh, I. R.: Introduction to Autonomous Mobile Robots. MIT Press, 2011. ISBN-13: 978-0262015356
  2. Thrun, S., Burgard, W. a Fox, D.: Probabilistic Robotics. MIT Press, 2005. ISBN 0-262-201623
  3. Choset, H., Lynch, K. M., Hutchinson, S. et al.: Principles of Robot Motion. MIT, Press, 2005. ISBN 0-262-03327-5.
  4. Murphy, R., R.: An Introduction to AI Robotics (Intelligent Robotics and Autonomous Agents), Bradford Books, 2000,  ISBN 0262133830 
  5. Šolc, F.: Robotické systémy, VUT v Brně, 1990

Literatura referenční

  • LYNCH, Kevin M. and PARK, Frank C. Modern robotics: mechanics, planning, and control. Cambridge (Reino Unido) : Cambridge University Press, 2018.
  • GOVERS, Francis X. Artificial intelligence for robotics: buildintelligent robots that perform human tasks using AI techniques. Birmingham, UK : Packt Publishing Ltd, 2018.
  • Nolfi, S., Floreano, D.: Evolutionary Robotics : The Biology, Intelligence, and Technology of Self-Organizing Machines (Intelligent Robotics and Autonomous Agents), Bradford Books, 2004, ISBN 0262640562
  • Holland, J., M.: Designing Autonomous Mobile Robots: Inside the Mind of an Intelligent Machine, 2003, ISBN 0750676833
  • Craig, J., J.: Introduction to Robotics: Mechanics and Control, Prentice Hall, 2003, ISBN 0201543613
  • Sciavicco, L., Siciliano, B.: Modelling and Control of Robot Manipulators (Advanced Textbooks in Control and Signal Processing), Springer Verlag, 2000, ISBN 1852332212
  • Murphy, R., R.: An Introduction to AI Robotics (Intelligent Robotics and Autonomous Agents), Bradford Books, 2000,  ISBN 0262133830 
  • Spong, M., Vydyasagar, M.: Robot Dynamics and Control, J. Willey, 1989, ISBN 047161243X

Osnova přednášek

  1. Historie, vývoj, trendy vývoje robotů. Základní pojmy z oblasti robotiky. Oblasti použití robotů. Robotické soutěže.
  2. Kinematika a statika. Přímá a inverzní úloha kinematiky.
  3. Plánování dráhy v kartézských a kloubových souřadnicích. Dynamika pohybu stacionárních robotů.
  4. Efektory, senzory a napájení robotů. Využití kamer, laserových dálkoměrů, sonarů.
  5. Půlsemestrální test.
  6. Základní vlastnosti mobilních robotů. Dělení podle typů podvozků. Model a řízení kolových mobilních robotů.
  7. Robotický middleware. Robotický operační systém (ROS), filozofie ROSu, uzly a komunikace mezi nimi. Simulační nástroje.
  8. Mapy okolí - konfigurační prostor a 3D modely. Pravděpodobnost v robotice. Základní pojmy. Bayesův, Kalmanův a částicový filtr. Tvorba modelu pohybu robota a modelu měření.
  9. Metody pro globální a lokální lokalizaci. Lokalizace pomocí GPS, metoda Monte Carlo.
  10. Tvorba mapy okolí robota. Přehled algoritmů pro simultánní lokalizaci a mapování (SLAM). Ukázky použití.
  11. Plánování trajektorie ve známém a neznámém prostředí. Bug algoritmy, potenciálová pole, grafy viditelnosti a pravděpodobnostní metody.
  12. Základy řízení a regulace.
  13. Multikoptéry, princip, řízení, vlastnosti, použití. Spolupráce člověk - stroj.

Osnova laboratorních cvičení

  1. Lego Mindstorms
  2. Základy práce v ROSu, čtení dat ze senzorů
  3. Pokročilejší práce v ROSu

Osnova ostatní - projekty, práce

Projekt realizovaný na některém z robotů na FIT.

Průběžná kontrola studia

  1. Bodované laboratoře.
  2. Půlsemestrální písemný test.
  3. Hodnocený projekt s obhajobou.

Rozvrh

DenTypTýdnyMístn.OdDoPSKSkupInfo
Útzkouška2020-01-07 M103 M104 10:0011:50
Útzkouška2020-01-28 M103 M104 10:0011:50
Útzkouška2020-01-21 M103 M104 13:0014:50
Stpoč. labvýuky O105 12:0013:50
Čtpřednáškavýuky M103 M104 08:0009:50 1EIT 1MIT 2EIT 2MIT INTE xx
Čtzkouška2020-01-23 M103 10:0011:50
Čtpoč. labvýuky O105 10:0011:50
Čtpoč. labvýuky O105 13:0014:50
zkouška2020-01-03 M103 M104 10:0011:50
zkouška2019-12-20 M103 M104 13:0014:50

Zařazení předmětu ve studijních plánech

Nahoru