Detail předmětu

Robotika

FEKT-MPC-RBTAk. rok: 2023/2024

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. Netradiční pohony MR.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

6

Garant předmětu

prof. Ing. Luděk Žalud, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav automatizace a měřicí techniky (UAMT)

Vstupní znalosti

Jsou požadovány znalosti na úrovni bakalářského studia. Práce v laboratoři je podmíněna platnou kvalifikací „osoby znalé pro samostatnou činnost“, kterou musí studenti získat před zahájením výuky. Informace k této kvalifikaci jsou uvedeny ve Směrnici děkana Seznámení studentů s bezpečnostními předpisy.

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Pro získání zápočtu je nutné odevzdání a obhájení celosemestrálního týmového projektu za 50b. Bude hodncena odevzdná textová část, i vlastní obhajoba týmu studentů před komisí. 
Předmět je zakončen zkouškou teoretických znalostí formou písemného testu za 50b.


Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Učební cíle

Seznámit studenty se současným stavem a vývojem v oblasti robotiky. Seznámit studenty se základními vlastnostmi robotických systémů a připravit je na obsluhu,údržbu a zavádění takových systémů.
Úspěšný absolvent předmětu by měl být schopen:
- popsat základy konstrukce stacionárních robotů,
- aktivně využívat homogenní transformace
- řešit úlohy přímé a inverzní kinematiky průmyslových manipulátorů
- programovat základní funkce průmyslových manipulátorů
- řešit jednoduché úlohy navigace mobilních robotů, včetně navigace pomocí GNSS a INS
- popsat principy vizuální teleprezence
- aktivně využít elektrických a netradičních pohonů pro konstrukci mobilních a stacionárních robotů

Prerekvizity a korekvizity

Základní literatura

Laumond J.P.: Planning Robot Motion. Springer, 1997. (EN)
Russell S.-Norvig P., Artificial Intelligence a Modern Approach, ISBN 978-0-13-604259-4 Russell S.-Norvig P. 0isbn 978-0-13-604259-4 (CS)
Spong, M.-Vydyasagar, M.: Robot Dynamics and Control. J. Willey,1989. (EN)
Šolc,F.,Žalud,L.:"Základy robotiky", (CS)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program MPC-KAM magisterský navazující 1 ročník, letní semestr, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Ing. Tomáš Lázna, Ph.D.
Ing. Stanislav Svědiroh
Ing. Tomáš Jílek, Ph.D.
prof. Ing. Luděk Žalud, Ph.D.
Ing. Miloš Cihlář
Ing. Tomáš Horeličan
Ing. Petr Gábrlík, Ph.D.
Ing. Adam Ligocki, Ph.D.

Osnova

Historie, vývoj, trendy vývoje robotů. Základní pojmy z oblasti robotiky - teleoperátory, exoskeletony, androidy atd. Oblasti použití robotů. Hobby robotika.
Postup stavby vlastního mobilního hobby robota.
Charakteristické údaje stacionárních robotů. Kinematické struktury stacionárních robotů. Přímá úloha kinematiky.
Přímá a inverzní úloha kinematiky, jejich vztah a způsoby řešení.
Plánování dráhy v kartézských a kloubových souřadnicích.
Dynamika pohybu stacionárních robotů.
Modely a řízení stacionárních robotů.
Přehled vývoje mobilních robotů (MR). Nejznámější projekty. Využití MR v civilní a vojenské oblasti. Charakteristické údaje MR, jejich kinematické struktury (kolové roboty, kráčející roboty atp.)
Kinematické struktury pozemních MR, výhody a nevýhody. Matematické modely některých kinemat. struktur.
Podrobná analýza, model a řízení kolového MR.
Technické vybavení MR. Senzorický subsystém, řídicí a výpočetní subsystém, komunikační subsystém, výkonový subsystém.
Tvorba map prostředí, sebelokalizace, navigace. Analýza některých známých metod. Příklady použití.
Plánování trajektorie, lokální a globální metody. Analýza potenciálních metod a jejich úpravy na plánování trajektorie MR v strukturovaném prostředí s překážkami.

Laboratorní cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Stanislav Svědiroh
Ing. Miloš Cihlář
Ing. Tomáš Lázna, Ph.D.
Ing. Tomáš Jílek, Ph.D.
Ing. Lukáš Kopečný, Ph.D.
Ing. Tomáš Horeličan

Osnova

Exkurse na pracoviště vybavené prům. roboty
Modelování a simulace chování průmyslového robota.
Programování a obsluha konkrétního průmyslového robota