Roboti

Garant předmětu:

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra řídicí techniky

Anotace:

Cílem předmětu je vzbudit zájem o program, o jeho hlavní myšlenky, představit možnosti, rozvinout zvídavost a motivovat studenty, aby se těšili na další studium včetně náročných teoretických předmětů v celém průběhu studia.

Studenti v týmech (obvykle tříčlenných) navrhnou a realizují jednoduché autonomní mobilní roboty (např. ze stavebnice LEGO Mindstoms) schopné splnit zadané úlohy. Hned na začátku studia studenti poznají podstatu tvůrčí inženýrské a výzkumné práce, kdy k úspěšnému zvládnutí úkolu je zapotřebí skloubit mnoho různých dovedností a poznatků, teoretických i praktických. Stavebnice mají studenti k dispozici po celou dobu semestru, částečně tedy řeší zadané úlohy mimo školu. Cvičení slouží především pro konzultace a ověření výsledků, ke kterému jsou typicky nutná speciální hřiště.

Požadavky:

Stránky předmětu: https://moodle.fel.cvut.cz/course/view.php?id=5171

Osnova přednášek:

1. Úvod, organizace předmětu, vysvětlení projektů řešených ve cvičeních

2. Vysvětlení hardwaru a softwaru používaných stavebnic včetně příkladů

3. Systémy a modely, základní vlastnosti, zajímavé příklady řídicích systémů

4. Senzory a aktuátory pro robotiku, jejich funkce a základní principy

5. Elektronika v robotech od hlídání stavu baterie po řídicí jednotku

6. Robot, robotika - stavba inteligentního stroje, příklady

7. Přehled o tom co to znamená inteligence v robotu

Osnova cvičení:

1. Organizace cvičení, rozdělení do týmů, zapůjčení stavebnic, zadání projektu č. 1, práce v týmech na projektu č. 1 - Mechanická konstrukce

2. Práce v týmech na projektu č. 1 - Mechanická konstrukce a programování

3. Práce v týmech na projektu č. 1 - Návrh a implementace regulátoru

4. Práce v týmech na projektu č. 1 - Softwarové úpravy a ladění

5. Kontrolní den a vyhodnocení projektu č. 1, zadání projektu č. 2, práce v týmech na projektu č. 2 - Mechanická konstrukce

6. Práce v týmech na projektu č. 2 - Mechanická konstrukce a programování

7. Práce v týmech na projektu č. 2 - Programování a testování

8. Práce v týmech na projektu č. 2 - Softwarové úpravy a ladění

9. Kontrolní den a vyhodnocení projektu č. 2, zadání projektu č. 3, práce v týmech na projektu č. 3 - Mechanická konstrukce

10. Práce v týmech na projektu č. 3 Mechanická konstrukce a programování

11. Práce v týmech na projektu č. 3 Programování a testování

12. Práce v týmech na projektu č. 3 Softwarové úpravy a ladění

13. Kontrolní den a vyhodnocení projektu č. 3, zápočty, vrácení stavebnic

14. Zápočty, náhradní termín odevzdání a předvedení projektu č. 1 nebo projektu č. 2 nebo projektu č. 3, vrácení stavebnic

Na začátku semestru se studenti rozdělí do malých týmů po 2 až 3 studentech. Každému týmu je zapůjčen set obsahující základní stavebnici LEGO MINDSTORMS Education NXT 9797 a soupravu doplňkových dílů 9648 nebo 9695 nebo LEGO MINDSTORMS Education EV3 Core set a souprava technických dílů Expansion set. V týmech (počet závisí na počtu přijatých studentů) zkonstruují studenti ze zapůjčených souprav mobilního robota, navrhnou pro něj řízení a naprogramují ho tak, aby splnil zadané a dobře kontrolovatelné úlohy.

Cíle studia:

Studijní materiály:

[1] Doporučená literatura: Výtah z výukových materiálů Programování v jazyce Python, Programování v jazyce C, Identifikace a regulace soustavy diskrétní PID regulace,

[2] bakalářské a diplomové práce na téma platformy LEGO Mindstorms řešené na Fakultě Elektrotechnické, ČVUT v Praze

[3] Materiály k předmětu Roboti na moodle.fel.cvut.cz

[4] https://education.lego.com/en-us

[5] https://www.eduxe.cz/

[6] LEGO Robotics and more [Online], Available: http://robotics.benedettelli.com/

[7] LEJOS Java for LEGO Mindstorms [Online], Available: http://www.lejos.org/

[8] Bricx Command Center 3.3 [Online], Available: http://bricxcc.sourceforge.net/

[9] Python for EV3 https://education.lego.com/en-au/support/mindstorms-ev3/python-for-ev3

Poznámka:

Stránky předmětu: https://moodle.fel.cvut.cz/mod/page/view.php?id=89964

Další informace:

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Kybernetika a Robotika 2021 (povinný předmět programu)