Wydział Elektryczny - Automatyka i robotyka (S2)
specjalność: Bezpieczeństwo funkcjonalne systemów przemysłowych
Sylabus przedmiotu Roboty kroczące i społeczne:
Informacje podstawowe
| Kierunek studiów | Automatyka i robotyka | ||
|---|---|---|---|
| Forma studiów | studia stacjonarne | Poziom | drugiego stopnia |
| Tytuł zawodowy absolwenta | magister inżynier | ||
| Obszary studiów | nauki techniczne, studia inżynierskie | ||
| Profil | ogólnoakademicki | ||
| Moduł | — | ||
| Przedmiot | Roboty kroczące i społeczne | ||
| Specjalność | Sterowanie w układach robotycznych | ||
| Jednostka prowadząca | Katedra Sterowania i Pomiarów | ||
| Nauczyciel odpowiedzialny | Adam Łukomski <Adam.Lukomski@zut.edu.pl> | ||
| Inni nauczyciele | |||
| ECTS (planowane) | 2,0 | ECTS (formy) | 2,0 |
| Forma zaliczenia | zaliczenie | Język | polski |
| Blok obieralny | — | Grupa obieralna | — |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
| KOD | Wymaganie wstępne |
|---|---|
| W-1 | Znajomość podstaw robotyki |
| W-2 | Znajomość podstaw fizyki (mechanika, bryła sztywna) oraz matematyki (analiza i algebra, działania macierzowe, operatory) |
| W-3 | Znajomość podstaw elektroniki (mikrokontrolery, sterowanie silnikami, komunikacja szeregowa) |
Cele przedmiotu
| KOD | Cel modułu/przedmiotu |
|---|---|
| C-1 | Student zna metody opisu i sterowania robotami kroczącymi oraz społecznymi |
| C-2 | Student potrafi stworzyć model matematyczny oraz układ sterowania robota kroczącego |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| T-L-1 | Kinematyka planarnego robota kroczącego | 2 |
| T-L-2 | Sterowanie przy pomocy kinematyki odwrotnej planarnym robotem kroczącym | 2 |
| T-L-3 | Dynamika planarnego robota kroczącego | 2 |
| T-L-4 | Modelowanie uderzeń w układzie robotycznym | 1 |
| T-L-5 | Projektowanie sterowania chodem robota kroczącego na podstawie dynamiki odwrotnej | 2 |
| T-L-6 | Projektowanie syntetycznych trajektorii dla robotów humanoidalnych | 2 |
| T-L-7 | Projektowanie trajektorii na podstawie chodu człowieka | 2 |
| T-L-8 | Implementacja pełnego układu sterowania dla płaskiego robota kroczącego na stanowisku laboratoryjnym | 2 |
| 15 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Wprowadzenie do robotyki humanoidalnej | 2 |
| T-W-2 | Kinematyka, dynamika prosta i odwrotna dla złożonych struktur kinematycznych | 4 |
| T-W-3 | Metody sterowania chodem robota kroczącego | 4 |
| T-W-4 | Projektowanie chodu robota na podstawie chodu człowieka | 2 |
| T-W-5 | Zagadnienia i problemy podczas interacji człowiek-robot | 3 |
| 15 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| A-L-1 | Udział w zajęciach | 15 |
| A-L-2 | Przygotowanie się do zajęć laboratoryjnych | 10 |
| A-L-3 | Przygotowanie się do zaliczenia | 5 |
| 30 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | Uczestnictwo w zajęciach | 15 |
| A-W-2 | Uzupełnienie wiedzy z literatury | 10 |
| A-W-3 | Przygotowanie się do zaliczenia | 5 |
| 30 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | Wykład informacyjny |
| M-2 | Wykład problemowy |
| M-3 | Ćwiczenia laboratoryjne |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena formująca: Ocena za aktywność |
| S-2 | Ocena formująca: Zaliczenie zajęć laboratoryjnych |
| S-3 | Ocena podsumowująca: Zaliczenie wykładów |
Zamierzone efekty kształcenia - wiedza
| Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| AR_2A_D08-SUR_W01 Student zna metody modelowania robotów kroczących. Student zna podstawowe metody syntezy układu sterowania. | AR_2A_W01, AR_2A_W06 | — | — | C-1 | T-W-1, T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-W-5 | M-1, M-2 | S-3 |
Zamierzone efekty kształcenia - umiejętności
| Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| AR_2A_D08-SUR_U01 Student potrafi stworzyć model matematyczny robota kroczącego. Student potrafi dokonać syntezy nieliniowego układu sterowania. | AR_2A_U01, AR_2A_U03 | — | — | C-2 | T-L-1, T-L-2, T-L-3, T-L-4, T-L-5, T-L-6, T-L-7, T-L-8 | M-3 | S-1, S-2 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| AR_2A_D08-SUR_W01 Student zna metody modelowania robotów kroczących. Student zna podstawowe metody syntezy układu sterowania. | 2,0 | |
| 3,0 | Student zna metody modelowania robotów kroczących: obliczanie kinematyki prostej dla planarnego robota, dynamiki. Student zna metody syntezy układu sterowania. | |
| 3,5 | Student zna metody modelowania uderzeń w układach robotycznych. Student zna metody generacji trajektorii na podstawie ruchu człowieka. | |
| 4,0 | Student zna metody sterowania oparte o dynamikę odwrotną. | |
| 4,5 | Student zna metody biomimetyczne stosowane w robotyce humanoidalnej. | |
| 5,0 | Student zna metody sterowania oparte o HZD, ZMP. Student zna zagadnienia z robotyki społecznej, interacji człowiek-maszyna. |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| AR_2A_D08-SUR_U01 Student potrafi stworzyć model matematyczny robota kroczącego. Student potrafi dokonać syntezy nieliniowego układu sterowania. | 2,0 | |
| 3,0 | Student potrafi stworzyć model kinematyki prostej dla robota kroczącego. Student potrafi stworzyć symulację robota kroczącego. Student potrafi stworzyć układ sterowania oparty o kinematykę odwrotną. | |
| 3,5 | Student potrafi stworzyć układ sterowania oparty o kinematykę odwrotną z modyfikacjami dla układów redundantnych. | |
| 4,0 | Student potrafi wyprowadzić model dynamiki dla robota kroczącego. Student potrafi obliczyć model uderzeń o ziemię dla stopy robota. | |
| 4,5 | Student potrafi stworzyć sterowanie oparte o dynamikę odwrotną dla robota kroczącego. | |
| 5,0 | Student potrafi zaimplementować układ sterowania na stanowisku laboratoryjnym robota kroczącego. |
Literatura podstawowa
- Westervelt, Grizzle, Chevallereau, Choi, Morris, Feedback control of dynamic bipedal robot locomotion, CRC Press, 2007
- Chevallereau, Bessonnet, Abba, Aoustin, Bipedal robots: Modeling, design and walking synthesis, John Wiley & Sons, 2013