Elementy robotyki (AI)

Podstawowa znajomość praw fizyki z zakresu elektryczność i magnetyzm.

Znajomość podstawowych koncepcji programowania: pętle, warunki zmienne.

Kursy, których wcześniejsze zaliczenie jest konieczne:

- programowanie w wybranym języku (preferowany Python)

30h - laboratoria

70h - praca własna studenta

Przedmiot zaliczany jest na podstawie: zaliczenie na ocenę

Ćwiczenia laboratoryjne zaliczane są na podstawie: sprawdzianów wiedzy

W trakcie kursu studenci zapoznają się z podstawami elektroniki – w oparciu o architekturę Arduino. Celem zajęć jest zapoznanie studentów z obsługą systemów wbudowanych pracujących pod kontrolą systemu operacyjnego Linux (w tym system Arduino). Studenci poznają zasady projektowania i programowania układów mikroprocesorowych. Poszczególne zadania realizowane w trakcie kursu obejmują: nawiązywanie komunikacji i zdalne sterowanie systemem elektronicznym, programowanie podstawowych
poleceń́ sterujących i odbierających dane z czujników, konstruowanie układu Arduino sterowanego oprogramowaniem. Studenci uczą się jak wykorzystać detektory oraz jak sterować motoryką systemu.

Celem przedmiotu jest przegląd podstawowych zagadnień z pogranicza robotyki i sztucznej inteligencji. Omawiane są elementy składowe robotów - efektory, czujniki, układ lokomocji, układ sterowania komputerowego. Przedstawiane są zagadnienia kinematyki robotów mobilnych i manipulatorów. Rozważany jest - kluczowy dla praktycznych zastosowań robotów mobilnych - problem nawigacji, w tym zadania samo-lokalizacji robota, planowania ścieżek ruchu i tworzenia map otoczenia. Omawiane są czujniki wykorzystywane do zbierania informacji o otoczeniu. Prezentowana jest także problematyka uczenia się robotów jako przykład uczenia maszynowego oraz wprowadzenie do systemów wielorobotowych/wieloagentowych.

Ćwiczenia laboratoryjne mają na celu zapoznanie z praktycznymi problemami konstruowania, planowania ruchu i sterowania robotów. Są one także przykładem tworzenia oprogramowania dla układów wbudowanych. Wykonywane ćwiczenia polegają na zaprojektowaniu i zbudowaniu elektronicznych układów sensorów i aktuatorów. Ćwiczenia laboratoryjne mają na celu zapoznanie z praktycznymi problemami konstruowania, planowania ruchu i sterowania robotów. Są one także przykładem tworzenia oprogramowania dla układów wbudowanych.

Arkin R.: ,,Behavior-Based Robotics (Intelligent Robotics and Autonomous Agents)``, MIT Press, 1998.

LCraig J.: ,,Wprowadzenie do robotyki", WNT, 1995.

Dudek G., Jenkin M.: "Computational Principles of Mobile Robotics", Cambridge University Press, 2000.

Kozłowski K., Dutkiewicz P., Wróblewski W.: ,,Modelowanie i sterowanie robotów``, PWN, Warszawa 2003.

Russell S., Norvig P.: ,,Artificial Intelligence: A Modern Approach`` , Prentice Hall; 2nd edition, 2002.

Tchoń K., Mazur A., Dulęba I., Hossa R., Muszyński R.: ,,Manipulatory i roboty mobilne", Akademicka Oficyna Wydawnicza PLJ, 2000.

Zielińska T.: ,,Maszyny kroczące`` PWN, Warszawa 2003.

Wiedza:

1 Student ma wiedzę w zakresie architektury i oprogramowania systemów mikroprocesorowych, w szczególności zna i opisuje architekturę systemu mikroprocesorowego Arduino. Zna podstawowe biblioteki systemu Arduino

metoda weryfikacji: Zaliczenie pisemne

2 Student zna budowę̨, zasadę̨ działania oraz sposób komunikacji mikrokontrolera z podstawowymi układami wejścia/wyjścia

Metoda weryfikacji: Zaliczenie pisemne, ocena aktywności w trakcie zajęć

EK kierunkowe: K_W08

3. Student zna zasady konstruowania algorytmu sterującego układami elektronicznymi

Metoda weryfikacji: Zaliczenie pisemne, ocena aktywności w trakcie zajęć

EK kierunkowe: K_W08

4. Student zna rolę robotyki w badaniach nad funkcjonowaniem naturalnych systemów poznawczych, w szczególności w aspekcie percepcyjno-motorycznym

Metoda weryfikacji: Zaliczenie pisemne, ocena aktywności w trakcie zajęć

EK kierunkowe: K_W08

5. Student zna wybrane praktyczne aplikacje omawianej architektury. K_W13

Umiejętności:

1 Potrafi zmodyfikować przykładowe aplikacje Arduino – dostosowując je do potrzeb

Metoda weryfikacji: Ocena pracy w laboratorium

EK kierunkowe: K_U01, K_U05

2. Potrafi sformułować́ algorytm w wybranych języku programowania sterujący systemem automatycznym

Metoda weryfikacji: Ocena pracy w laboratorium

EK kierunkowe: K_U01, K_U05. K_U07

3 potrafi zaprojektować́ prosty układ lub system automatyki przeznaczony do różnych zastosowań́ (detektor, efektor), w tym prosty system mikroprocesorowego sterowania

4 Potrafi skonstruować prosty układ automatyczny mający zastosowanie w praktyce

Metoda weryfikacji: Ocena pracy w laboratorium

EK kierunkowe: K_U01, K_U05. K_U07

kompetencje społeczne

1 Wykształca w sobie myślenie twórcze.

Metoda weryfikacji: Ocena aktywności w laboratorium i projektu

EK kierunkowe: K_K02, K_K04, K_K06

2 Samodzielnie aktywnie zbiera dane niezbędne do realizacji zadania

Metoda weryfikacji: ocena bieżąca studenta w czasie zajęć

EK kierunkowe: K_K02, K_K04, K_K06

3 Przestrzega zasad związanych z wykorzystaniem baz danych i oprogramowania do ich analizy

Metoda weryfikacji: ocena ze względu na oryginalność rozwiązań

EK kierunkowe: K_K02, K_K04, K_K06