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

Ing. Jaroslav Rozman, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav inteligentních systémů (UITS)

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

  1. Bodované laboratoře.
  2. Půlsemestrální písemný test.
  3. 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

Ing. Jaroslav Rozman, Ph.D.

Osnova

  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.

Laboratorní cvičení

6 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Daniel Bambušek

Osnova

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

Projekt

20 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Daniel Bambušek

Osnova

Projekt realizovaný na některém z robotů na FIT.