|
Vyučující
|
-
Pata Vladimír, prof. Dr. Ing.
-
Marcaník Miroslav, Ing.
|
|
Obsah předmětu
|
1. Základní principy robotizace pracovišť, typy robotizací. 2. Rozdělení průmyslových robotů a manipulátorů (PRaM) dle účelů, použití a aplikovatelnosti. 3. Typy klasifikace PRaM. 4. Roboty a manipulátory pro využití v průmyslu, jejich konstrukční řešení, vlastnosti, řízení. 5. Kinematická konstrukce PRaM. 6. Statisticko-matematické principy ověřování kinematických vlastností PRaM. 7. Pohony PRaM, dělení, výpočty a jejich aplikovatelnost. 8. Základní typy senzorů a čidel PRaM, jejich nasazení v různých typech provozů. 9. Hodnocení citlivosti senzorů a čidel PRaM. 10. Moderní senzory a jejich budoucnost, aplikace neuronových sítí v robotice. 11. Rozdělení a aplikace pracovních hlavic PRaM. 12. Způsoby matematicko-statistického ověřování opakovatelnosti a reprodukovatelnosti pohybů PRaM. 13. Řídicí systémy PRaM, rozdělení a vzájemné porovnání. 14. Způsoby automatizace programování PRaM (Neuronové sítě "bez učitele").
|
|
Studijní aktivity a metody výuky
|
- Příprava na zápočet
- 90 hodin za semestr
|
| Předpoklady |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| Předpoklady pro úspěšné absolvování předmětu "Základy robotiky" mohou zahrnovat následující: Základní znalosti z matematiky: Studenti by měli mít solidní základní znalosti z matematiky, včetně algebry, trigonometrie, geometrie a diferenciálního počtu. Tyto znalosti jsou důležité pro porozumění matematickým konceptům v robotice, jako jsou kinematika a inverzní kinematika. Fyzika a mechanika: Základní znalosti fyziky a mechaniky jsou užitečné pro pochopení pohybu, sil a kinematiky robotů. To zahrnuje koncepty jako síly, momenty a pohyb těles v prostoru. Programování: Studenti by měli mít základní znalost programování nebo alespoň zkušenost s programovacím jazykem. Většina robotů se řídí pomocí softwaru, a proto je programování klíčovou dovedností. Elektrotechnika: Základní znalosti elektrotechniky, včetně elektrických obvodů, senzorů a aktuátorů, mohou být užitečné, protože robotika často zahrnuje elektrické a elektronické komponenty. Znalost základů inženýrského kreslení: Schopnost číst a interpretovat technické výkresy a plány je důležitá, protože roboty často vytvářejí inženýři a konstruktéři. Analytické myšlení: Studenti by měli být schopni analyzovat problémy a hledat kreativní řešení, což je důležité při práci s roboty a jejich řešeními. Základní počítačové dovednosti: Znalost používání počítačů a operačního systému je důležitá pro programování a ovládání robotů. Je třeba poznamenat, že požadované předpoklady se mohou lišit v závislosti na konkrétním kurzu nebo vzdělávacím programu. Před zahájením kurzu je vždy vhodné konzultovat požadavky na předpoklady s institucí, která kurz nabízí, a zvážit, zda máte dostatečné znalosti a dovednosti pro úspěšné absolvování předmětu "Základy robotiky." |
| Předpoklady pro úspěšné absolvování předmětu "Základy robotiky" mohou zahrnovat následující: Základní znalosti z matematiky: Studenti by měli mít solidní základní znalosti z matematiky, včetně algebry, trigonometrie, geometrie a diferenciálního počtu. Tyto znalosti jsou důležité pro porozumění matematickým konceptům v robotice, jako jsou kinematika a inverzní kinematika. Fyzika a mechanika: Základní znalosti fyziky a mechaniky jsou užitečné pro pochopení pohybu, sil a kinematiky robotů. To zahrnuje koncepty jako síly, momenty a pohyb těles v prostoru. Programování: Studenti by měli mít základní znalost programování nebo alespoň zkušenost s programovacím jazykem. Většina robotů se řídí pomocí softwaru, a proto je programování klíčovou dovedností. Elektrotechnika: Základní znalosti elektrotechniky, včetně elektrických obvodů, senzorů a aktuátorů, mohou být užitečné, protože robotika často zahrnuje elektrické a elektronické komponenty. Znalost základů inženýrského kreslení: Schopnost číst a interpretovat technické výkresy a plány je důležitá, protože roboty často vytvářejí inženýři a konstruktéři. Analytické myšlení: Studenti by měli být schopni analyzovat problémy a hledat kreativní řešení, což je důležité při práci s roboty a jejich řešeními. Základní počítačové dovednosti: Znalost používání počítačů a operačního systému je důležitá pro programování a ovládání robotů. Je třeba poznamenat, že požadované předpoklady se mohou lišit v závislosti na konkrétním kurzu nebo vzdělávacím programu. Před zahájením kurzu je vždy vhodné konzultovat požadavky na předpoklady s institucí, která kurz nabízí, a zvážit, zda máte dostatečné znalosti a dovednosti pro úspěšné absolvování předmětu "Základy robotiky." |
| Výsledky učení |
|---|
| Základy robotiky: Studenti získají znalosti o základních principech robotiky, včetně kinematiky robotů, senzoriky, aktuátorů a řízení. |
| Základy robotiky: Studenti získají znalosti o základních principech robotiky, včetně kinematiky robotů, senzoriky, aktuátorů a řízení. |
| Typy robotů: Studenti budou schopni identifikovat a popsat různé typy robotů, včetně průmyslových robotů, mobilních robotů, humanoidních robotů a dalších. |
| Typy robotů: Studenti budou schopni identifikovat a popsat různé typy robotů, včetně průmyslových robotů, mobilních robotů, humanoidních robotů a dalších. |
| Programování robotů: Znalost programování robotů, včetně tvorby algoritmů pro ovládání pohybu, interakci s okolím a řízení robotických systémů. |
| Programování robotů: Znalost programování robotů, včetně tvorby algoritmů pro ovládání pohybu, interakci s okolím a řízení robotických systémů. |
| Elektronické komponenty: Základní znalosti o elektronických komponentech používaných v robotických systémech, včetně senzorů, aktuátorů a mikrokontrolérů. |
| Elektronické komponenty: Základní znalosti o elektronických komponentech používaných v robotických systémech, včetně senzorů, aktuátorů a mikrokontrolérů. |
| Navigace a lokalizace: Znalost navigace robotů v prostoru a technik lokalizace, které umožní určit polohu a orientaci robotů. |
| Navigace a lokalizace: Znalost navigace robotů v prostoru a technik lokalizace, které umožní určit polohu a orientaci robotů. |
| Senzorika: Dovednosti v práci s různými senzory, jako jsou kamery, ultrazvukové senzory, infrakamerové senzory a další, a jejich využití k rozpoznávání a reagování na okolní prostředí. |
| Senzorika: Dovednosti v práci s různými senzory, jako jsou kamery, ultrazvukové senzory, infrakamerové senzory a další, a jejich využití k rozpoznávání a reagování na okolní prostředí. |
| Rozpoznávání obrazu: Schopnost rozpoznávat a analyzovat obrazy a videa pro vizuální navigaci a interakci s okolím. |
| Rozpoznávání obrazu: Schopnost rozpoznávat a analyzovat obrazy a videa pro vizuální navigaci a interakci s okolím. |
| Zpracování dat a analýza: Znalost zpracování dat z různých senzorů a provádění analýzy dat pro rozhodování a řízení robotů. |
| Zpracování dat a analýza: Znalost zpracování dat z různých senzorů a provádění analýzy dat pro rozhodování a řízení robotů. |
| Robotské plánování pohybu: Znalost plánování a optimalizace pohybu robotů, včetně plánování trajektorií a vyhýbání se překážkám. |
| Robotské plánování pohybu: Znalost plánování a optimalizace pohybu robotů, včetně plánování trajektorií a vyhýbání se překážkám. |
| Kolaborativní robotika: Znalost práce s kolaborativními roboty, kteří mohou spolupracovat s lidmi v různých prostředích. |
| Kolaborativní robotika: Znalost práce s kolaborativními roboty, kteří mohou spolupracovat s lidmi v různých prostředích. |
| Zabezpečení robotů: Znalost bezpečnostních aspektů spojených s provozováním robotů a ochranu osobních údajů. |
| Zabezpečení robotů: Znalost bezpečnostních aspektů spojených s provozováním robotů a ochranu osobních údajů. |
| Etické a právní záležitosti: Povědomí o etických a právních otázkách v oblasti robotiky, včetně dodržování etických norem a právních předpisů. |
| Etické a právní záležitosti: Povědomí o etických a právních otázkách v oblasti robotiky, včetně dodržování etických norem a právních předpisů. |
| Odborné dovednosti |
|---|
| Programování robotů: Studenti se naučí programovat roboty, což může zahrnovat tvorbu algoritmů, ovládání pohybu a komunikaci s různými senzory a aktuátory. |
| Programování robotů: Studenti se naučí programovat roboty, což může zahrnovat tvorbu algoritmů, ovládání pohybu a komunikaci s různými senzory a aktuátory. |
| Práce s robotickými systémy: Dovednosti v práci s různými druhy robotů a robotických systémů, včetně mobilních robotů, průmyslových robotů a humanoidních robotů. |
| Práce s robotickými systémy: Dovednosti v práci s různými druhy robotů a robotických systémů, včetně mobilních robotů, průmyslových robotů a humanoidních robotů. |
| Základní elektrotechnika: Schopnost práce s elektronickými komponenty, senzory a aktuátory, které jsou součástí robotických systémů. |
| Základní elektrotechnika: Schopnost práce s elektronickými komponenty, senzory a aktuátory, které jsou součástí robotických systémů. |
| Kinematika a inverzní kinematika: Studenti se naučí kinematické principy, které se týkají pohybu robotů, a jak řešit inverzní kinematické problémy. |
| Kinematika a inverzní kinematika: Studenti se naučí kinematické principy, které se týkají pohybu robotů, a jak řešit inverzní kinematické problémy. |
| Navigace a lokalizace: Dovednosti v navigaci robotů v prostoru a určení jejich polohy a orientace (lokalizace). |
| Navigace a lokalizace: Dovednosti v navigaci robotů v prostoru a určení jejich polohy a orientace (lokalizace). |
| Senzorika: Práce s různými senzory, jako jsou kamery, ultrazvukové senzory, infrakamerové senzory a další, a jejich využití k rozpoznávání a reagování na okolní prostředí. |
| Senzorika: Práce s různými senzory, jako jsou kamery, ultrazvukové senzory, infrakamerové senzory a další, a jejich využití k rozpoznávání a reagování na okolní prostředí. |
| Rozpoznávání obrazu: Schopnost rozpoznávat a analyzovat obrazy a videa pro vizuální navigaci a interakci s okolím. |
| Rozpoznávání obrazu: Schopnost rozpoznávat a analyzovat obrazy a videa pro vizuální navigaci a interakci s okolím. |
| Zpracování dat a analýza: Studenti se naučí zpracovávat data z různých senzorů a provádět analýzu dat pro rozhodování a řízení robotů. |
| Zpracování dat a analýza: Studenti se naučí zpracovávat data z různých senzorů a provádět analýzu dat pro rozhodování a řízení robotů. |
| Robotské plánování pohybu: Dovednosti v plánování a optimalizaci pohybu robotů, včetně plánování trajektorií a vyhýbání se překážkám. |
| Robotské plánování pohybu: Dovednosti v plánování a optimalizaci pohybu robotů, včetně plánování trajektorií a vyhýbání se překážkám. |
| Kolaborativní robotika: Schopnost pracovat s kolaborativními roboty, kteří mohou spolupracovat s lidmi v průmyslových i neprůmyslových prostředích. |
| Kolaborativní robotika: Schopnost pracovat s kolaborativními roboty, kteří mohou spolupracovat s lidmi v průmyslových i neprůmyslových prostředích. |
| Zabezpečení robotů: Dovednosti týkající se zabezpečení a bezpečného provozování robotů, zejména v průmyslových aplikacích. |
| Zabezpečení robotů: Dovednosti týkající se zabezpečení a bezpečného provozování robotů, zejména v průmyslových aplikacích. |
| Problémové řešení: Studenti se naučí analyzovat a řešit problémy spojené s robotikou a odhalovat a odstraňovat chyby v robotických systémech. |
| Problémové řešení: Studenti se naučí analyzovat a řešit problémy spojené s robotikou a odhalovat a odstraňovat chyby v robotických systémech. |
| Etické a právní záležitosti: Znalost etických a právních aspektů spojených s robotikou, včetně otázek týkajících se ochrany osobních údajů a bezpečnosti. |
| Etické a právní záležitosti: Znalost etických a právních aspektů spojených s robotikou, včetně otázek týkajících se ochrany osobních údajů a bezpečnosti. |
| Práce v týmu: Schopnost efektivně komunikovat a spolupracovat v týmu, což je často nezbytné při projektování a vývoji robotických systémů. |
| Práce v týmu: Schopnost efektivně komunikovat a spolupracovat v týmu, což je často nezbytné při projektování a vývoji robotických systémů. |
| Vyučovací metody |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| Analýza prezentace |
| Analýza prezentace |
| Grafické a výtvarné činnosti |
| Grafické a výtvarné činnosti |
| Práce studentů ve dvojicích |
| Práce studentů ve dvojicích |
| Odborné dovednosti |
|---|
| Analýza prezentace |
| Analýza prezentace |
| E-learning |
| E-learning |
| Hodnotící metody |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| Analýza edukačního materiálu |
| Analýza edukačního materiálu |
| Didaktický test |
| Didaktický test |
| Kolokvium |
| Kolokvium |
|
Doporučená literatura
|
-
CHLEBNÝ, J. a kol. Automatizace a automatizační technika: Prostředky automatizační techniky. Brno: Computer Press, 2014. ISBN 978-80-251-3747-5.
-
JAZAR, R.N. Theory of Applied Robotics: Kinematics, Dynamics, and Control. Springer International Publishing, 2022. ISBN 9783030932190.
-
KOLÍBAL, Z. Roboty a robotizované výrobní technologie. Brno: VUT - VUTIUM, 2016. ISBN 978-80-214-4828-5.
-
LORENZO, S., BRUNO, S. Modelling and Control of Robot Manipulators. Springer London Ltd., 2000. ISBN 9781852332211.
-
SMRČEK, J., KÁRNÍK, L. Robotika - Servisné roboty. Navrhovanie, konštrukcia, rešenia. 1. vyd.. Košice: Edícia ved. a odb. literatúry SjF TU, 2008. ISBN 80-7165-713-2.
-
VACHÁLEK, J. Robotika. Edícia vysokoškolských učebníc.. Bratislava: STU, 2014. ISBN 978-80-227-4163-7.
|