Wstęp do Robotyki (WR)

• Informacje
• Wykład
  
• Laboratorium
• Literatura i materiały pomocnicze

Informacje

Wykład

1. 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: roboty mobilne (pojazdy autonomiczne, maszyny kroczące), roboty podwodne, roboty manipulacyjne, roboty usługowe, roboty specjalne.
   
2. Budowa i programowanie robotów modułowych - zestawy Lego Mindstorms: budowa i funkcje mikrosterownika RCX, budowa i cechy systemu operacyjnego BrickOS, programowanie robotów w środowisku BrickOS, kompilator skrośny język C - kod RCX.
   
3. Opis położenia i orientacji: podstawowe pojęcia matematyczne, wybrane reprezentacje położenia i orientacji, macierz przekształcenia jednorodnego, prędkość liniowa i kątowa.  
4. Wprowadzenie w podstawowe zagadnienia kinematyki: równania kinematyki, więzy holonomiczne i nieholonomiczne, struktury kinematyczne manipulatorów robotów, kinematyka manipulatorów - proste i odwrotne zadanie kinematyki.
   
5. Układy lokomocji. Roboty kroczące (skaczące, dwunożne, cztero-, sześcio-, ośmionożne), roboty kołowe.
6. Podstawowe rodzaje baz jezdnych  (układów lokomocji) robotów mobilnych i ich charakterystyka. Roboty kołowe - rodzaje kół. Napęd różnicowy, synchroniczny, wielokierunkowy, Ackermana.  
7. Kinematyka robotów mobilnych: równania ruchu prostych robotów kołowych, pojęcia mobilności i sterowności robotów kołowych.
8. Percepcja. Czujniki stosowane w robotach autonomicznych: czujniki: odometryczne (enkodery optyczne, rezolwery), dotykowe, zbliżeniowe, odległości, kamery wizyjne.
   
9. Problem autonomicznej nawigacji robota mobilnego: samolokalizacja, planowanie ścieżki, tworzenie mapy środowiska.
10. Metody i algorytmy sterowania robotów: sterowanie reaktywne, behawioralne, bazujące na modelu.
11. Systemy wielorobotowe/wieloagentowe. Rodzaje współpracy robotów. Kryteria klasyfikacji. Przykłady.
12. Sztuczna inteligencja w robotyce. Uczenie się robotów jako przykład uczenia się maszyn (rodzaje uczenia się, metody). 
13. Podsumowanie - przykłady zadań.

Laboratorium

Literatura i materiały pomocnicze

1. Szynkiewicz W.: Rozszerzony konspekt wykładu: Wstęp do Robotyki, (materiały będą dostępne na stronie przedmiotu w kolejnych częściach).
   
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. M.W. Spong, M. Vidyasagar, Dynamika i sterowanie robotów, WNT, Warszawa 1997.
9. Tchoń K., Mazur A., Dulęba I., Hossa R., Muszyński R.: Manipulatory i roboty mobilne, Akademicka Oficyna Wydawnicza PLJ, Warszawa 2000.
10. Zielińska T.: Maszyny kroczące, PWN, Warszawa 2003.