Robotické systémy pro ochranu obyvatelstva a podporu řešení mimořádných událostí

Garant předmětu:

Patrik Kutílek

Přednášející:

Patrik Kutílek

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva

Anotace:

Cílem předmětu je objasnit principy a využití robotiky v ochraně obyvatel a řešení mimořádných událostí. Pozornost je věnována především aspektům využití moderních technologií v robotice, přehledu technologií a dělení robotických systémů. Jsou vysvětleny fyzikální základy pokročilých technologií v robotických systémech, základní pojmy z robotiky a využití informačních technologií v robotických systémech určených pro ochranu obyvatel a řešení mimořádných událostí. V předmětu jsou představeny typy pohonných systémů, rozdělení aktuatorů a metody řízení ve vztahu k využití během nebezpečných situací. Metody řízení polohy, rychlosti a sil; polohová synchronizace, metody řízení v kartézském souřadnicovém systému. Důležitou částí předmětu je popis rozdělení senzorických systémů, metod zpracování dat ze senzorických systémů a jsou představeny aplikační příklady v záchranných robotických systémech. Součástí předmětu je také základní popis pokročilých metod využití senzorických dat v řídících algoritmech, metod umělé inteligence, metod pro expertní systémy v robotice. V současnosti se v robotických záchranných systémech uplatňuje také fuzzy logika a neuronové sítě, přičemž budou uvedeny aplikační příklady. Součástí řízení robotických systémů v kritických podmínkách je také řešení problematiky rozhraní a spolupráce člověk-stroj, lokalizace a mapování, reprezentace okolního světa robota. Na závěr budou uvedeny konkrétní příklady uplatnění robotických principů a systémů v ČR a ve světě v oblasti ochrany obyvatel a při řešení mimořádných událostí.

Požadavky:

Forma ověření studijních výsledků: zkouška formou obhajoby písemné seminární práce na zadané téma.

Požadavky na studenta: základní znalosti o technologiích robotických systémů, metodách řízení robotů a mechanismů jejich využití.

Osnova přednášek:

Základní inženýrské pojmy a přehled typů mechatronických konstrukcí robotických systémů pro řešení mimořádných událostí.

Fyzikální základy pokročilých technologií v robotických systémech a využití informačních technologií v robotických systémech určených pro ochranu obyvatel a řešení mimořádných událostí.

Úvod do metod zpracování dat z moderních senzorů používaných v robotice, úvod do metod řízení robotických systémů.

Představení metod umělé inteligence a expertních systémů v robotice.

Rozhraní a spolupráce člověk-stroj, lokalizace a mapování, reprezentace okolního světa robotem, interpretace a využití dat z robotických systémů.

Osnova cvičení:

Cíle studia:

Cílem předmětu je objasnit principy a využití robotiky v ochraně obyvatel a řešení mimořádných událostí.

Studijní materiály:

Povinná literatura:

NOVÁK, Petr. Mobilní roboty: pohony, senzory, řízení. Praha: BEN - technická literatura, 2005. Robotika. ISBN 80-7300-141-1.

SIEGWART, Roland, Illah Reza NOURBAKHSH a Davide SCARAMUZZA. Introduction to autonomous mobile robots. 2nd ed. Cambridge, Mass.: MIT Press, c2011. ISBN 978-0262015356.

CHOSET, Howie M. Principles of robot motion: theory, algorithms, and implementation. Cambridge, Mass.: MIT Press, c2005. ISBN 0-262-03327-5.

MURPHY, Robin. Introduction to AI robotics. Cambridge, Mass.: MIT Press, c2000. ISBN 0262133830.

ŠOLC, František. Robotické systémy. 2., přeprac. vyd. Brno: VUT, 1990. ISBN 80-214-0123-0.

CRAIG, John J. Introduction to robotics: mechanics and control. 3rd ed. Upper Saddle River, N.J.: Pearson/Prentice Hall, c2005. ISBN 0201543613.

MURPHY, Robin. Introduction to AI robotics. Cambridge, Mass.: MIT Press, c2000. ISBN 0262133830.

Doporučená literatura:

JAZAR, Reza N. Theory of applied robotics: kinematics, dynamics, and control. 2nd ed. New York: Springer, c2010. ISBN 978-1441917492.

KHALIL, W. a E. DOMBRE. Modeling, identification & control of robots. Sterling, VA: Kogan Page Science, 2004, c2002. ISBN 1-903996-66-x.

GOVERS, Francis X. Artificial intelligence for robotics: buildintelligent robots that perform human tasks using AI techniques. Birmingham, UK: Packt Publishing Ltd, 2018. ISBN 978-1788835442.

FISCHER, J., KACER, J., KAULER, J. Kinematika pohybu robotických systémů. [skripta S-1412]. 1. vyd., Brno: Vojenská akademie v Brně, 2004.

SPONG, Mark W. a M. VIDYASAGAR. Robot dynamics and control. New York: Wiley, c1989. ISBN 047161243x.

SCIAVICCO, L. a Bruno SICILIANO. Modelling and control of robot manipulators. New York: Springer, c2000. ISBN 1852332212.

LYNCH, Kevin M. a Frank C. PARK. Modern robotics: mechanics, planning, and control. Cambridge, UK: Cambridge University Press, 2017. ISBN 978-1107156302.

HOLLAND, John M. Designing mobile autonomous robots. Boston: Elsevier Newnes, 2004. ISBN 0750676833

Poznámka:

Rozvrh na zimní semestr 2023/2024:

Rozvrh není připraven

Rozvrh na letní semestr 2023/2024:

Rozvrh není připraven

Předmět je součástí následujících studijních plánů: