Робототехніка та робототехнічні системи

Спеціальність: Телекомунікації та радіотехніка
Код дисципліни: 6.172.05.E.113
Кількість кредитів: 4.00
Кафедра: Електронні засоби інформаційно-комп'ютерних технологій
Лектор: к.т.н., доцент Смердова Тетяна Андріївна
Семестр: 7 семестр
Форма навчання: денна
Мета вивчення дисципліни: Ознайомлення з основними поняттями робототехніки, освоєння принципів проектування та управління сучасними робототехнічними системами, формування у студентів умінь та навичок в галузі комплексної автоматизації виробничих процесів різного призначення із застосуванням сучасних гнучких засобів автоматизації роботів.
Завдання: КЗ 1. Здатність до абстрактного мислення, аналізу та синтезу. КЗ 2. Здатність застосовувати знання у практичних ситуаціях. КЗ 3. Здатність до розуміння предметної області та професійної діяльності. КЗ 4. Здатність спілкуватися іноземною мовою. КЗ 5. Здатність вчитися і оволодівати сучасними знаннями. КС 10. Здатність вибору, проектування, розгортання, інтегрування, управління, адміністрування та супроводжування інформаційних систем, технологій та інфокомунікацій, сервісів та інфраструктури організації. КС 12. Здатність управляти та користуватися сучасними інформаційнокомунікаційними системами та технологіями (у тому числі такими, що базуються на використанні Інтернет).
Результати навчання: КЗ 1. Здатність до абстрактного мислення, аналізу та синтезу. КЗ 2. Здатність застосовувати знання у практичних ситуаціях. КЗ 3. Здатність до розуміння предметної області та професійної діяльності. КЗ 4. Здатність спілкуватися іноземною мовою. КЗ 5. Здатність вчитися і оволодівати сучасними знаннями. КС 10. Здатність вибору, проектування, розгортання, інтегрування, управління, адміністрування та супроводжування інформаційних систем, технологій та інфокомунікацій, сервісів та інфраструктури організації. КС 12. Здатність управляти та користуватися сучасними інформаційнокомунікаційними системами та технологіями (у тому числі такими, що базуються на використанні Інтернет)
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: вища математика, механіка, інформатика інфокомунікаційних систем.
Короткий зміст навчальної програми: Поняття про класифікацію роботів по призначенню. Класифікація роботів по показникам, що визначає їх конструкцію. Маніпуляційні пристрої роботів. Приводи роботів. Системи керування роботами. Робочі органи роботів. Динаміка роботів. Основні принципи організації руху роботів. Роботизовано технологічні комплекси. Етапи побудови роботизованих технологічних комплексів. Особливості застосування промислових роботів. Застосування робототехнічних систем.
Опис: Тема 1. Роботи і їх історія. Знати: загальну історію робототехніки, основні принципи маніпуляції і навігації роботів,Однорідні кінематичні перетворення, які визначають рух маніпулятора, принципи моделювання засобів робототехніки. Тема 2. Конфігурації маніпуляторів Знати: види зчленувань, з’єднань та механізми роботи маніпуляційних роботів, однорідні кінематичні перетворення, які визначають рух маніпулятора, принципи керування світло діодами та зумером робота. Вміти: розв’язувати пряму та обернену кінематичні задачі, працювати з графічним програмуванням, електронікою, робототехнікою на основі наборів Makeblock, ROBOBLOQ QOOPERS, Ubtech Jimu Тема 3. Кінематика маніпуляційних роботів Знати: Кінематику механізмів послідовних зв'язків, інверсну кінематику планарних механізмів, принципи динамічного управління, поняття кінетичної енергії і розподілу мас робота Кінематику паралельних механізмів зв'язку, принципи керування ультразвуковим датчиком робота. Вміти: Записувати рівняння динаміки робота, знаходити матриці перетворення Денавіта-Гартенберга, знаходити тензор інерції, працювати з графічним програмуванням, електронікою, робототехнікою на основі наборів Makeblock, ROBOBLOQ QOOPERS, Ubtech Jimu. Тема 4. Динаміка маніпуляційних роботів Знати: принципи динамічного управління, поняття кінетичної енергії і розподілу мас робота, принципи керування датчиком слідування за лінією робота. Вміти: записувати рівняння динаміки робота, розв’язувати задачу оберненої динаміки за методом Лагранжа-Ейлера, використовувати рішення для визначення крутних моментів для маніпулятора, працювати з графічним програмуванням, електронікою, робототехнікою на основі наборів Makeblock, ROBOBLOQ QOOPERS, Ubtech Jimu. Тема 5. Класифікація датчиків робота Знати: види і основні принципи роботи датчиків робота, поняття технічного зору, принципи керування роботами за допомогою мікропроцесорів. Вміти: давати класифікацію датчикам робота, траєкторію для двох обертових з'єднань, зображувати графічно положення, швидкості та прискорення, знаходити загальне рішення траєкторії типу 4-3-4, працювати з графічним програмуванням, електронікою, робототехнікою на основі наборів Makeblock, ROBOBLOQ QOOPERS, Ubtech Jimu. Тема 6. Обробка зображення в системах комп'ютерного зору Знати: основні типи зображень та їх характеристики, алгоритми визначення країв у півтонових зображеннях, принципи керування рухом робота для уникання перешкод Вміти: оброблювати зображення у системах технічного зору в бінарних та півтонових зображеннях, визначати геометричні характеристики двійкових зображень: число Ейлера, площу, положення та орієнтацію, здійснювати алгоритм виявлення країв Собеля ,працювати з графічним програмуванням, електронікою, робототехнікою на основі наборів Makeblock, ROBOBLOQ QOOPERS, Ubtech Jimu. Тема 7. Інформаційні пристрої та системи в робототехніці Знати: загальну модель інформаційних моделей та їх характеристики, основну структуру програми Prolog: предикати, структури та списки, процедури рекурсії та об'єднання. Вміти: давати класифікацію інформаційним системам що використовуються в робототехніці, реалізовувати програми щодо вирішення проблем з використанням PROLOG, працювати з графічним програмуванням, електронікою, робототехнікою на основі наборів Makeblock, ROBOBLOQ QOOPERS, Ubtech Jimu.
Методи та критерії оцінювання: -письмові звіти з практичних робіт, усне опитування, контрольна робота (30%) -підсумковий контроль (залік); письмово-усна форма (70%)
Критерії оцінювання результатів навчання: -письмові звіти з практичних робіт, усне опитування, контрольна робота (30%) -підсумковий контроль (залік); письмово-усна форма (70%)
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100–88 балів – («відмінно») виставляється за високий рівень знань (допускаються деякі неточності) навчального матеріалу компонента, що міститься в основних і додаткових рекомендованих літературних джерелах, вміння аналізувати явища, які вивчаються, у їхньому взаємозв’язку і роз витку, чітко, лаконічно, логічно, послідовно відповідати на поставлені запитання, вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 87–71 бал – («добре») виставляється за загалом правильне розуміння навчального матеріалу компонента, включаючи розрахунки , аргументовані відповіді на поставлені запитання, які, однак, містять певні (неістотні) недоліки, за вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 70 – 50 балів – («задовільно») виставляється за слабкі знання навчального матеріалу компонента, неточні або мало аргументовані відповіді, з порушенням послідовності викладення, за слабке застосування теоретичних положень під час розв’язання практичних задач; 49–26 балів – («не атестований» з можливістю повторного складання семестрового контролю) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння застосувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 25–00 балів – («незадовільно» з обов’язковим повторним вивченням) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння орієнтуватися під час розв’язання практичних задач, незнання основних фундаментальних положень.
Рекомендована література: -Робототехніка: Підручник/В.І.Костюк, Г.О.Спину, Л.С.Ямпольський, М.М.Ткач-К.:Вища шк.., 1994.-447. -ПоповЕ.П., Письменный Г.В. Основы робототехніки: Учебник для вузов по специпльности «Робототехника системы и комплексы».-М.: Высш. Шк., 1990.-224с. -Воротников С.А. Информационные устройства робототехнических систем: Учебн. Пособие.-М.: Изд-во МГТУ им.Н.Э.Баумана, 2006.-384с.
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою: вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112 E-mail: nolimits@lpnu.ua Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).