Detail předmětu
Robotika (v angličtině)
FIT-ROBaAk. rok: 2020/2021
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
Zajišťuje ústav
Nabízen zahradničním studentům
Všech fakult
Výsledky učení předmětu
Studenti získají znalosti o současném stavu a trendech v robotice. Získají praktické znalosti z konstrukce, obsluhy a použití robotů.
Doporučená nebo povinná literatura
Siegwart, R. a Nourbakhsh, I. R.: Introduction to Autonomous Mobile Robots. MIT Press, 2011. ISBN-13: 978-0262015356
Thrun, S., Burgard, W. a Fox, D.: Probabilistic Robotics. MIT Press, 2005. ISBN 0-262-201623
Choset, H., Lynch, K. M., Hutchinson, S. et al.: Principles of Robot Motion. MIT, Press, 2005. ISBN 0-262-03327-5.
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
Způsob a kritéria hodnocení
- Bodované laboratoře.
- Půlsemestrální písemný test.
- Hodnocený projekt s obhajobou.
Jazyk výuky
angličtina
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.
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 MITAI magisterský navazující
specializace NBIO , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
specializace NISD , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
specializace NISY , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
specializace NIDE , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, povinný
specializace NCPS , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
specializace NSEC , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
specializace NMAT , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
specializace NGRI , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
specializace NNET , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
specializace NVIZ , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
specializace NSEN , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
specializace NMAL , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
specializace NHPC , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
specializace NVER , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
specializace NEMB , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
specializace NADE , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
specializace NSPE , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný - Program IT-MGR-1H magisterský navazující
obor MGH , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, doporučený
Typ (způsob) výuky
Přednáška
26 hod., nepovinná
Vyučující / Lektor
Osnova
- Historie, vývoj, trendy vývoje robotů. Základní pojmy z oblasti robotiky. Oblasti použití robotů. Robotické soutěže.
- Kinematika a statika. Přímá a inverzní úloha kinematiky.
- Plánování dráhy v kartézských a kloubových souřadnicích. Dynamika pohybu stacionárních robotů.
- Efektory, senzory a napájení robotů. Využití kamer, laserových dálkoměrů, sonarů.
- Půlsemestrální test.
- Základní vlastnosti mobilních robotů. Dělení podle typů podvozků. Model a řízení kolových mobilních robotů.
- Robotický middleware. Robotický operační systém (ROS), filozofie ROSu, uzly a komunikace mezi nimi. Simulační nástroje.
- Mapy okolí - konfigurační prostor a 3D modely. Pravděpodobnost v robotice. Základní pojmy.
Bayesův, Kalmanův a částicový filtr. Tvorba modelu pohybu robota a modelu
měření. - Metody pro globální a lokální lokalizaci. Lokalizace pomocí GPS, metoda Monte Carlo.
- Tvorba
mapy okolí robota. Přehled algoritmů pro simultánní lokalizaci a mapování
(SLAM). Ukázky použití. - Plánování trajektorie ve známém a neznámém prostředí. Bug algoritmy, potenciálová pole, grafy viditelnosti a pravděpodobnostní metody.
- Základy řízení a regulace.
- Multikoptéry, princip, řízení, vlastnosti, použití. Spolupráce člověk - stroj.
Laboratorní cvičení
6 hod., povinná
Vyučující / Lektor
Osnova
- Lego Mindstorms
- Základy práce v ROSu, čtení dat ze senzorů
- Pokročilejší práce v ROSu
Projekt
20 hod., povinná
Vyučující / Lektor
Osnova
Projekt realizovaný na některém z robotů na FIT.