Detail předmětu

Robotika (v angličtině)

FIT-ROBaAk. rok: 2018/2019

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.

Garant předmětu

Výsledky učení předmětu

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

Prerekvizity

Nejsou žádné prerekvizity.

Doporučená nebo povinná literatura

  1. Craig, J., J.: Introduction to Robotics: Mechanics and Control, Prentice Hall, 2003, ISBN 0201543613
  2. Murphy, R., R.: An Introduction to AI Robotics (Intelligent Robotics and Autonomous Agents), Bradford Books, 2000,  ISBN 0262133830

  • 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 
  • Laumond, J., P.: Planning Robot Motion, Springer-Verlag, 1998, ISBN 3540762191  
  • Spong, M., Vydyasagar, M.: Robot Dynamics and Control, J. Willey, 1989, ISBN 047161243X

Způsob a kritéria hodnocení

Hodnocení studia je založeno na bodovacím systému. Pro úspěšné absolvování předmětu je nutno dosáhnout 50 bodů.

Jazyk výuky

angličtina

Osnovy výuky

    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. Modely a řízení stacionárních robotů.
    5. Efektory, senzory a napájení robotů. Využití kamer, laserových dálkoměrů, sonarů.
    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.
    9. Pravděpodobnost v robotice. Základní pojmy. Bayesův, Kalmanův a částicový filtr. Tvorba modelu pohybu robota a modelu měření.
    10. Metody pro globální a lokální lokalizaci. Lokalizace pomocí GPS, metoda Monte Carlo.
    11. Tvorba mapy okolí robota. Přehled algoritmů pro simultánní lokalizaci a mapování (SLAM). Ukázky použití.
    12. Plánování trajektorie ve známém a neznámém prostředí. Bug algoritmy, potenciálová pole, grafy viditelnosti a pravděpodobnostní metody.
    13. Základy řízení a regulace.

    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.

Cíl

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.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky


  1. Půlsemestrální písemný test.
  2. Hodnocený projekt s obhajobou.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program IT-MGR-2 magisterský navazující

    obor MBS , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
    obor MBI , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
    obor MIS , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
    obor MIN , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, povinně volitelný
    obor MMI , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
    obor MMM , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
    obor MGM , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný

  • Program IT-MGR-2 magisterský navazující

    obor MGMe , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, povinně volitelný

  • Program IT-MGR-2 magisterský navazující

    obor MPV , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
    obor MSK , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný

  • Program IT-MGR-1H magisterský navazující

    obor MGH , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, doporučený