Wstęp do Robotyki (WR)

• Informacje
• Wykład
  
• Laboratorium
• Literatura i materiały pomocnicze

Informacje

Informacja z dnia 8.02.2010

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 NXT Mindstorms. Budowa i funkcje mikrosterownika NXT, silniki, czujniki. Struktura i funkcje środowiska NXC, programowanie robotów w środowisku NXC, kompilator skrośny język C - kod wynikowy dla sterownika NXT.   
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 zadanie kinematyki.  
5. Pojęcie jakobianu w robotyce. Jakobian analityczny i geometryczny manipulatora.  Odwrotne zadanie kinematyki manipulatora. 
6. Układy lokomocji. Roboty kroczące (skaczące, dwunożne, cztero-, sześcio-, ośmionożne). Roboty kołowe - rodzaje kół. Więzy ruchu - holonomiczne i holonomiczne.  
7. Podstawowe rodzaje baz jezdnych (układów lokomocji) robotów mobilnych i ich charakterystyka. Napęd różnicowy, synchroniczny, wielokierunkowy, Ackermana.  
8. Kinematyka robotów mobilnych: równania ruchu prostych robotów kołowych, pojęcia mobilności i sterowności robotów kołowych.  
9. Percepcja. Czujniki stosowane w robotach autonomicznych: czujniki: odometryczne (enkodery optyczne, rezolwery), dotykowe, zbliżeniowe, odległości, kamery wizyjne.  
10. Problem autonomicznej nawigacji robota mobilnego: samolokalizacja, planowanie ścieżki, tworzenie mapy środowiska.  
11. Struktury sterowania i programowania robotów: sterowanie reaktywne, behawioralne, deliberatywne - bazujące na modelu.  
12. Systemy wielorobotowe/wieloagentowe. Rodzaje współpracy robotów. Kryteria klasyfikacji. Przykłady.  
13. Sztuczna inteligencja w robotyce. Uczenie się robotów jako przykład uczenia się maszyn (rodzaje uczenia się, metody).  
14. Podsumowanie.  

Laboratorium

  Materiały do laboratorium WR

Literatura i materiały pomocnicze

1. Szynkiewicz W.: Rozszerzony konspekt wykładu: Wstęp do Robotyki, (materiały będą dostępne na tej stronie 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. Siegwart R., Nourbakhsh I. R. Introduction to Autonomous Mobile Robots,  The MIT Press, 2004.
   
9. Spong M.W., Vidyasagar M., Dynamika i sterowanie robotów, WNT, Warszawa 1997.
10. Tchoń K., Mazur A., Dulęba I., Hossa R., Muszyński R.: Manipulatory i roboty mobilne, Akademicka Oficyna Wydawnicza PLJ, Warszawa 2000.
11. Zielińska T.: Maszyny kroczące, PWN, Warszawa 2003.