Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Wstęp do robotyki
Koordynator przedmiotu:
Wojciech Szynkiewicz
Status przedmiotu:
Obowiązkowy
Poziom kształcenia:
Studia II stopnia
Program:
Automatyka i Robotyka
Grupa przedmiotów:
Przedmioty techniczne - podstawowe
Kod przedmiotu:
WR
Semestr nominalny:
1 / rok ak. 2012/2013
Liczba punktów ECTS:
5
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
129
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład15h
  • Ćwiczenia0h
  • Laboratorium15h
  • Projekt0h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
Brak
Limit liczby studentów:
30
Cel przedmiotu:
• Ukształtowanie wśród studentów zrozumienia podstawowych zagadnień z pogranicza robotyki i sztucznej inteligencji. • Zapoznanie studentów z praktycznymi problemami i podstawowymi metodami konstruowania, planowania ruchu i sterowania robotów. • Zapoznanie studentów z kluczowymi dla wielu zastosowań praktycznych robotów zagadnieniami nawigacji autonomicznej robotów mobilnych i manipulacji obiektami.
Treści kształcenia:
Podstawowe pojęcia z dziedziny robotyki: krótka historia robotyki, działy robotyki, definicja robota i elementy składowe systemu robotycznego: efektory, czujniki, układ lokomocji, układ sterowania komputerowego. Rodzaje robotów i ich charakterystyka oraz zastosowania. Budowa i programowanie robotów modułowych - zestawy Lego NXT Mindstorms. Budowa i funkcje mikrosterownika NXT, silniki, czujniki. Struktura i funkcje środowiska NXC, programowanie robotów w środowisku NXC. Opis położenia i orientacji: podstawowe pojęcia matematyczne, wybrane reprezentacje położenia i orientacji, macierz przekształcenia jednorodnego, prędkość liniowa i kątowa. Wprowadzenie w podstawowe zagadnienia kinematyki: równania kinematyki, więzy holonomiczne i nieholonomiczne, struktury kinematyczne manipulatorów robotów, kinematyka manipulatorów - proste zadanie kinematyki. Pojęcie jakobianu w robotyce. Jakobian analityczny i geometryczny oraz jakobian manipulatora. Odwrotne zadanie kinematyki manipulatora. Układy lokomocji. Maszyny kroczące. Roboty kołowe - rodzaje kół. Więzy ruchu - holonomiczne i holonomiczne. Podstawowe rodzaje baz jezdnych (układów lokomocji) robotów mobilnych i ich charakterystyka. Kinematyka robotów mobilnych: równania ruchu prostych robotów kołowych, pojęcia mobilności i sterowności robotów kołowych. Percepcja. Czujniki stosowane w robotach autonomicznych. Problem autonomicznej nawigacji robota mobilnego: samolokalizacja, planowanie ścieżki, tworzenie mapy środowiska. Struktury sterowania i programowania robotów: sterowanie reaktywne, behawioralne, deliberatywne - bazujące na modelu. Chwytanie i manipulacja. Opis chwytu, rodzaje chwytów, modele kontaktów. Manipulacja zręczna wielopalczastą sztuczną reką. Systemy wielorobotowe/wieloagentowe. Rodzaje współpracy robotów. Kryteria klasyfikacji. Sztuczna inteligencja w robotyce. Uczenie się robotów jako przykład uczenia się maszyn (rodzaje uczenia się, metody).
Metody oceny:
egzamin, ocena prowadzacego laboratorium, udział w zawodach robotów, sprawozdanie z laboratorium.
Egzamin:
tak
Literatura:
1. Szynkiewicz W.: Rozszerzony konspekt wykładu: Wstęp do Robotyki. 2. Arkin R.: Behavior-Based Robotics (Intelligent Robotics and Autonomous Agents), MIT Press, 1998. 3. J. Borenstein, H. R. Everett, and L. Feng: Navigating Mobile Robots: Sensors and Techniques A. K. Peters, Ltd., Wellesley, MA (1996). "Where am I? Sensors and Methods for Robot Positioning" - raport z materiałem zbliżonym do książki. 4. Craig J.: Wprowadzenie do robotyki, WNT, Warszawa 1995. 5. Dudek G., Jenkin M.: Computational Principles of Mobile Robotics , Cambridge University Press, 2000. 6. Kozłowski K., Dutkiewicz P., Wróblewski W.: Modelowanie i sterowanie robotów , PWN, Warszawa 2003. 7. Russell S., Norvig P.: Artificial Intelligence: A Modern Approach , Prentice Hall, 2nd edition, 2002. 8. Siegwart R., Nourbakhsh I. R. Introduction to Autonomous Mobile Robots, The MIT Press, 2004. 10. Spong M.W., Vidyasagar M., Dynamika i sterowanie robotów, WNT, Warszawa 1997. 11. Tchoń K., Mazur A., Dulęba I., Hossa R., Muszyński R.: Manipulatory i roboty mobilne, Akademicka Oficyna Wydawnicza PLJ, Warszawa 2000. 12. Zielińska T.: Maszyny kroczące, PWN, Warszawa 2003.
Witryna www przedmiotu:
https://studia.elka.pw.edu.pl/priv/12L/WR.A/WR_priv.html
Uwagi:

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Efekt Wpisz opis
Student, który zaliczył przedmiot, ma wiedzę na temat praktycznych problemów i podstawowych metod konstruowania, planowania ruchu i sterowania robotów. Zna podstawowe elementy składowe robota: efektory, receptory i układ sterowania. Wie jakie są podstawowe struktury manipulatorów i baz jezdnych kołowych robotów mobilnych oraz ich własności.
Weryfikacja: egzamin, sprawozdanie z laboratorium
Powiązane efekty kierunkowe: K_W02, K_W04, K_W05, K_W06
Powiązane efekty obszarowe: T2A_W02, T2A_W07, T2A_W01, T2A_W03, T2A_W04, T2A_W05, T2A_W07

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Efekt Wpisz opis
Student, który zaliczył przedmiot, potrafi: zdefiniować więzy ruchu oraz rozwiązać proste i odwrotne zadania kinematyki dla prostych manipulatorów z otwartym łańcuchem kinematycznym oraz kołowych robotów mobilnych; dobrać właściwą metodę rozwiązania zadania, które ma wykonać robot; zaprojektować i zbudować z dostępnych elementów (klocków) robota; dobrać właściwe czujniki do realizacji postawionego zadania; opracować algorytm sterowania oraz napisać oprogramowanie dla sterownika pokładowego robota.
Weryfikacja: egzamin, zademonstrowanie poprawnego działania robota i wykonanie przez niego postawionych zadań; udział w zawodach robotów, sprawozdanie z laboratorium.
Powiązane efekty kierunkowe: K_U01, K_U07, K_U08, K_U09, K_U11, K_U12, K_U14, K_U18
Powiązane efekty obszarowe: T2A_U01, T2A_U07, T2A_U08, T2A_U09, T2A_U11, T2A_U12, T2A_U15, T2A_U19

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Efekt Wpisz opis
Potrafi pracować indywidualnie i w zespole.
Weryfikacja: egzamin, zadania przedegzaminacyjne i ćwiczenia laboratoryjne (realizowane w zespołach 2-osobowych).
Powiązane efekty kierunkowe: K_K01, K_K02
Powiązane efekty obszarowe: T2A_K06, T2A_K07