Detail předmětu

Mobilní roboty

FSI-0MRAk. rok: 2025/2026

Kurz je zaměřen na zvládnutí moderních metod vývoje mobilních robotů, včetně návrhu, simulace a realizace autonomních robotických systémů. Studenti se seznámí s pokročilými technologiemi, jako jsou čtyřnozí roboti, humanoidní roboti využívaní v logistice a průmyslu, a autonomní roboti do skladů (AGV) schopní optimalizovat provoz v reálném čase. Osnova kurzu zahrnuje pochopení základů návrhu algoritmů a řešení inženýrských problémů prostřednictvím programování v Pythonu a C. Studenti pracují v týmech na vlastních projektech, které propojují teoretické znalosti s praktickými dovednostmi. Kurz klade důraz na intuitivní přístup k řešení problémů v oblasti mobilní robotiky, od jednoduchých konstrukcí až po systémy využívající umělou inteligenci.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

doc. Ing. Stanislav Věchet, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav mechaniky těles, mechatroniky a biomechaniky (ÚMTMB)

Vstupní znalosti

Kurz je určen pro nadšené studenty se zájmem o mobilní robotiku. Jakákoli znalost programování, metod umělé inteligence, mikrořadičů, senzoriky či jiných technologií z daného oboru jsou vítány, nicméně, nejsou požadovány.

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Požadavky pro udělení zápočtu: aktivní účast na cvičeních a úspěšná realizace skupinového projektu v kooperaci s vyučujícím. Projekt je obhajován formou prezentace před ostatními účastníky kurzu a zakončen praktickou ukázkou realizovaného projektu. Klasifikace je plně v kompetenci vyučujícího podle platných směrnic VUT v Brně.
Účast v ateliérech je žádoucí, povinná v připadě požadavku na úspěšné získání zápočtu. Výuka je člěněna podle týdenních plánů. Způsob nahrazení zameškaných cvičení je plně v kompetenci vyučujícího.

Učební cíle

Kurz je navržen tak, aby poskytl hlubší znalosti metod navigace, lokalizace, plánování cest a simultánní lokalizace a mapování (SLAM) v moderních autonomních pozemních vozidlech (AGV), jakož i technik pro vývoj kráčivých platforem:

* pochopení principů programování pomocí Pythonu a embedded C,

* aplikace algoritmů AI na mobilní robotické systémy pro řešení problémů jako je navigace, detekce překážek a generování chůze,

* implementace těchto principů do simulačních modelů nebo reálných zařízení.

Praktické experimenty jsou prováděny na běžně používaném hardwaru v mobilní robotice (embedded systémy, simulační nástroje, senzory atd.). Kurz je primárně určen pro studenty se zájmem o mobilní robotiku.

Základní literatura

LaValle, S. M., "Planning Algorithms", Cambridge University Press (2006) (EN)
Thrun, S., Burgard, W., Fox, D. (2005). Probabilistic robotics (Vol. 1). Cambridge: MIT press. (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program B-STR-P bakalářský

    specializace AIŘ , 2 ročník, letní semestr, volitelný

  • Program N-MET-P magisterský navazující 1 ročník, letní semestr, povinně volitelný
  • Program BIT bakalářský 2 ročník, letní semestr, volitelný
  • Program BIT bakalářský 2 ročník, letní semestr, volitelný

  • Program B-STR-P bakalářský

    specializace AIŘ , 3 ročník, letní semestr, volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Laboratorní cvičení

39 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Stanislav Věchet, Ph.D.

Osnova

  1. Představení aktuálních výzev a problémů v mobilní robotice.
  2. Porozumění platformám, nástrojům a integraci simulačních modelů pro vývoj robotů.
  3. Návrh mobilních robotů, integrace hardwarových periferií a senzorických modelů.
  4. Aplikce strojového učení a opakovaně posilovaného učení na robotické systémy.
  5. Metody lokalizace, plánování cesty a navigace ve známém prostředí.
  6. Generování chůze robotů s využitím metod umělé inteligence.
  7. ROS a jeho aplikace v robotice.
  8. Návrh vlastního robotického projektu.
  9. Využití nástrojů jako PyBullet, Gymnasium a Stable Baselines k vývoji a testování robotů.
  10. Implementace osvojených konceptů do reálných robotických systémů.
  11. Testování robotů.
  12. Verifikace navrženého konceptu.
  13. Finalizace a prezentace robotického projektu se všemi implementovanými funkcemi.