UIINP37 Robotika a drony

Filozoficko-přírodovědecká fakulta v Opavě
zima 2021
Rozsah
2/2/0. 5 kr. Ukončení: zk.
Vyučující
doc. Ing. Petr Čermák, Ph.D. (přednášející)
RNDr. Jiří Martinů, Ph.D. (přednášející)
Garance
RNDr. Jiří Martinů, Ph.D.
Ústav informatiky – Filozoficko-přírodovědecká fakulta v Opavě
Rozvrh
Út 16:25–18:00 B3b
  • Rozvrh seminárních/paralelních skupin:
UIINP37/A: Út 18:05–19:40 LEI, J. Martinů
Předpoklady
Algoritmy a programování II
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je otevřen studentům libovolného oboru.
Cíle předmětu
Předmět Robotika a drony je určen pro studenty, které zaujala problematika umělé inteligence a rychle se rozvíjející oblast robotiky a dronů. Náplní předmětu je seznámit studenty s tímto oborem, jeho historií, základními termíny, algoritmy a v neposlední řadě také s obory, které s robotikou velice úzce souvisí. Dále se budou zabývat několika typy robotů a jejich hardwarovým vybavením (např. servomotory, gyroskopy, kamery, procesorové základní desky, atd.). Rovněž budou probrány základní typy a charakteristiky UAV leteckých prostředků, dronů. Co se praktické části týče, studenti se seznámí s konstrukcí robotů, jejich „oživením“ a následnou konfigurací a programováním. Rovněž se seznámí s UAV platformami, drony.
Výstupy z učení
Student bude po absolvování předmětu schopen:
- identifikovat a shrnout důležité termíny robotiky;
- popsat hardwarové vybavení robotů, určit jejich vlastnosti;
- porozumět konfiguraci robotů k jejich "oživení";
Osnova
  • 1. Základy robotiky (pojmy, historie a vývoj robotiky).
  • 2. Příbuzné obory robotiky – kybernetika, automatizace, umělá inteligence, apod.
  • 3. Využití robotů v praxi (průmysl, armáda, lékařství, kosmonautika, atd.).
  • 4. Senzory robotů (čidla, kamery, atd.) a aktuátory robotů a další hardware (servomotory, GPS moduly, gyroskopy, apod.).
  • 5. Základní desky s příslušenstvím určené ke zpracování vstupů a generování výstupů pro činnost aktuátorů a programování robotů (programovací jazyk Scheme, C++).
  • 6. Humanoidní roboti („roboti připomínající svými senzory a aktuátory člověka“).
  • 7. Automotivní roboti (pohybující se na kolových či pásových pojezdech).
  • 8. Létající roboti (jednorotorové či dvourotorové helikoptéry, quadrokoptéry).
  • 9. UAV, klasifikace UAV platforem, UAV platformy a bezpečnost.
  • 10. Mechanická struktura UAV a mechanické součásti, elektricko-mechanické součásti, dálkové ovládání, zapojení, funkce a použití.
  • 11. Základní algoritmy používané v robotice (např. Breitenbergův algoritmus pro pohyb robota v prostoru, základní algoritmy chování společenstva robotů (agentů).
Literatura
    povinná literatura
  • VÁŇA, V. ARM pro začátečníky. Praha, 2009. ISBN 978-80-7300-246-6. info
    doporučená literatura
  • SICILIANO, Bruno a KHATIB OUSSAMA (EDS.). Springer handbook of robotics. 2nd edition. New York, NY: Springer Berlin Heidelberg, 2016. ISBN 978-3-319-32550-7. info
  • WARREN, John-David, Josh ADAMS a Harald MOLLE. Arduino robotics. New York, NY: Apress, 2011. ISBN 978-1-4302-3183-7. info
  • NIKU, Saeed B. Introduction to robotics: analysis, control, applications. 2nd ed. Hoboken, N.J: Wiley, 2011. ISBN 978-0-470-60446-5. info
  • VALAVANIS, K. P. Advances in Unmanned Aerial Vehicles: State of the Art and the Road to Autonomy In: Intelligent Systems, Control and Automation: Science and Engineering. Berlin, 2007. ISBN 978-1-4020-6. info
  • BEKEY, G. Autonomous robots: from biological inspiration to implementation and control. MIT, 2005. ISBN 978-0-262-02578-2. info
Výukové metody
Interaktivní přednášky
Cvičení v robotické laboratoři
Metody hodnocení
Zápočet:
1. 75% návštěvnost cvičení, aktivní přístup
2. písemný test 70 bodů
3. implementace vybraných algoritmů na robotech 30 bodů
Splnění min. 60 bodů
Zkouška: písemná
Další komentáře
Studijní materiály
Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je zařazen také v obdobích zima 2019, zima 2020, zima 2022, zima 2023, zima 2024.