Logo ČVUT
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE
STUDIJNÍ PLÁNY
2019/2020

Robotika a asistivní technologie

Předmět není vypsán Nerozvrhuje se
Kód Zakončení Kredity Rozsah Jazyk výuky
F7PMIRAST Z,ZK 5 2P+2C česky
Přednášející:
Cvičící:
Předmět zajišťuje:
katedra biomedicínské informatiky
Anotace:

Seznamuje studenty s možnostmi uplatnění robotických principů v lékařství, tj. v medicíně, laboratorní technice a asistivních technologiích. Popisuje kinematické řetězce robotů s ohledem na jejich použití. Vysvětluje jejich kinematickou analýzu a syntézu. Tedy vyšetřování vztahů mezi polohou, rychlostí a zrychlením jednotlivých kinematických dvojic vůči rámu řetězce. A také konání předepsaného pohybu (trajektorie) koncového bodu řetězce. Seznamuje s metodami vyšetřování dynamiky kinematických řetězců operačních a manipulačních paží. Jsou prezentovány možnosti využití v rehabilitaci a dalších oborech.

Požadavky:

Forma ověření studijních výsledků: Podmínky zápočtu jsou absolvování dvou praktických testů s celkovým ziskem alespoň 50 % bodů a odevzdání dvou zápočtových úloh. Zkouška má písemnou část, která se skládá z převážně teoretických otázek s následním ústním dozkoušení v rozsahu odpřednášené a odcvičené látky.

Požadavky na studenty: Povinná účast na cvičeních (max. 2 absence).

Osnova přednášek:

1.Úvod, základní pojmy - kinematická dvojice, kinematický řetězec, stupně volnosti, strukturní a kinematické schéma.

2.Senzory pro robotiku

3.Kognitivní robotika - stavba inteligentního stroje, přehled o tom co to znamená inteligence v robotu

4.Kinematika robotů v homogenní souřadné soustavě - homogenní transformace, transformační matice

5.Kinematika robotů - charakteristické matice základních pohybů.

6.Poloha bodu, matice rychlosti tělesa a rychlost bodu, matice zrychlení tělesa a zrychlení bodu.

7.Kinematika otevřených řetězců - matice inverzního pohybu, poloha, rychlost a zrychlení koncového bodu vůči rámu a ostatním tělesům.

8.Dynamika otevřených řetězců - aproximace rozložení hmotnosti členů kin. řetězce.

9.Potenciální a kinetická energie řetězce. Lagrangeovy rovnice II. druhu

10.Lagrangeovy rovnice II. druhu a jejich využití pro vyjádření pohybových rovnic.

11.Výpočty Jakobiánů a jejich využití pro výpočty matic C, D, a G. Rovnice dynamiky v maticové formě.

12.Paradigmata kinematického řízení otevřených řetězců.

13.Ověření řízení v simulačním prostředí Matlabu.

14.Možnosti využití robotiky v rehabilitaci a dalších oborech.

Osnova cvičení:

1.Úvod, základní pojmy - kinematická dvojice, kinematický řetězec, stupně volnosti, strukturní a kinematické schéma.

2.Senzory pro robotiku

3.Kognitivní robotika - stavba inteligentního stroje, přehled o tom co to znamená inteligence v robotu

4.Kinematika robotů v homogenní souřadné soustavě - homogenní transformace, transformační matice

5.Kinematika robotů - charakteristické matice základních pohybů.

6.Poloha bodu, matice rychlosti tělesa a rychlost bodu, matice zrychlení tělesa a zrychlení bodu.

7.Kinematika otevřených řetězců - matice inverzního pohybu, poloha, rychlost a zrychlení koncového bodu vůči rámu a ostatním tělesům.

8.Dynamika otevřených řetězců - aproximace rozložení hmotnosti členů kin. řetězce.

9.Potenciální a kinetická energie řetězce. Lagrangeovy rovnice II. druhu

10.Lagrangeovy rovnice II. druhu a jejich využití pro vyjádření pohybových rovnic.

11.Výpočty Jakobiánů a jejich využití pro výpočty matic C, D, a G. Rovnice dynamiky v maticové formě.

12.Paradigmata kinematického řízení otevřených řetězců.

13.Ověření řízení v simulačním prostředí Matlabu.

14.Možnosti využití robotiky v rehabilitaci a dalších oborech.

Cíle studia:
Studijní materiály:

Doporučená literatura:

[1]SCIAVICCO Lorenzo a Bruno SICILIANO: Modeling and Control of Robot Manipulators, Springer Netherlands, ISSN: 0921-0296, 2004

[2]BRÄUNL, Thomas. Embedded robotics: Mobile robot design and applications with embedded systems. New York: Springer, 2003. ISBN: 978-3540034360.

[3]JONES, Joseph L. a Daniel. ROTH. Robot programming: a practical guide to behavior-based robotics. New York: McGraw-Hill, c2004. ISBN 978-0071427784.

[4]BEKEY, George A. Autonomous robots: from biological inspiration to implementation and control. Cambridge, Mass.: MIT Press, 2005. ISBN 978-0262025782.

[5]XIE, M. Fundamentals of robotics: linking perception to action. River Edge, NJ: World Scientific Pub., 2003. ISBN 978-9812383358.

Povinná literatura:

[6]NOVÁK, P. Mobilní roboty: pohony, senzory, řízení. Praha: BEN, technická literatura, 2005. ISBN 80-7300-141-1.

[7]KARGER, Adolf a Marie KARGEROVÁ. Základy robotiky a prostorové kinematiky. Praha: České vysoké učení technické, 2000. ISBN 80-01-02183-1.

Poznámka:
Další informace:
Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje
Předmět je součástí následujících studijních plánů:
Platnost dat k 18. 10. 2019
Aktualizace výše uvedených informací naleznete na adrese http://bilakniha.cvut.cz/cs/predmet5589106.html