Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

Wydział Elektryczny - Automatyka i robotyka (S2)

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

Forma dydaktycznaKODSemestrGodzinyECTSWagaZaliczenie
wykładyW2 15 1,00,62zaliczenie
laboratoriaL2 15 1,00,38zaliczenie

Wymagania wstępne

KODWymaganie wstępne
W-1Znajomość podstaw robotyki
W-2Znajomość podstaw fizyki (mechanika, bryła sztywna) oraz matematyki (analiza i algebra, działania macierzowe, operatory)
W-3Znajomość podstaw elektroniki (mikrokontrolery, sterowanie silnikami, komunikacja szeregowa)

Cele przedmiotu

KODCel modułu/przedmiotu
C-1Student zna metody opisu i sterowania robotami kroczącymi oraz społecznymi
C-2Student potrafi stworzyć model matematyczny oraz układ sterowania robota kroczącego

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KODTreść programowaGodziny
laboratoria
T-L-1Kinematyka planarnego robota kroczącego2
T-L-2Sterowanie przy pomocy kinematyki odwrotnej planarnym robotem kroczącym2
T-L-3Dynamika planarnego robota kroczącego2
T-L-4Modelowanie uderzeń w układzie robotycznym1
T-L-5Projektowanie sterowania chodem robota kroczącego na podstawie dynamiki odwrotnej2
T-L-6Projektowanie syntetycznych trajektorii dla robotów humanoidalnych2
T-L-7Projektowanie trajektorii na podstawie chodu człowieka2
T-L-8Implementacja pełnego układu sterowania dla płaskiego robota kroczącego na stanowisku laboratoryjnym2
15
wykłady
T-W-1Wprowadzenie do robotyki humanoidalnej2
T-W-2Kinematyka, dynamika prosta i odwrotna dla złożonych struktur kinematycznych4
T-W-3Metody sterowania chodem robota kroczącego4
T-W-4Projektowanie chodu robota na podstawie chodu człowieka2
T-W-5Zagadnienia i problemy podczas interacji człowiek-robot3
15

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KODForma aktywnościGodziny
laboratoria
A-L-1Udział w zajęciach15
A-L-2Przygotowanie się do zajęć laboratoryjnych10
A-L-3Przygotowanie się do zaliczenia5
30
wykłady
A-W-1Uczestnictwo w zajęciach15
A-W-2Uzupełnienie wiedzy z literatury10
A-W-3Przygotowanie się do zaliczenia5
30

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

KODMetoda nauczania / narzędzie dydaktyczne
M-1Wykład informacyjny
M-2Wykład problemowy
M-3Ćwiczenia laboratoryjne

Sposoby oceny

KODSposób oceny
S-1Ocena formująca: Ocena za aktywność
S-2Ocena formująca: Zaliczenie zajęć laboratoryjnych
S-3Ocena podsumowująca: Zaliczenie wykładów

Zamierzone efekty kształcenia - wiedza

Zamierzone efekty kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
AR_2A_D08-SUR_W01
Student zna metody modelowania robotów kroczących Student zna podstawowe metody syntezy układu sterowania.
C-1T-W-1, T-W-3, T-W-5, T-W-4, T-W-2M-1, M-2S-3

Zamierzone efekty kształcenia - umiejętności

Zamierzone efekty kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
AR_2A_D08-SUR_U01
Student potrafi stworzyć model matematyczny robota kroczącego. Student potrafi dokonać syntezy nieliniowego układu sterowania.
C-2T-L-7, T-L-4, T-L-1, T-L-3, T-L-8, T-L-6, T-L-5, T-L-2M-3S-1, S-2

Kryterium oceny - wiedza

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
AR_2A_D08-SUR_W01
Student zna metody modelowania robotów kroczących Student zna podstawowe metody syntezy układu sterowania.
2,0
3,0Student zna metody modelowania robotów kroczących: obliczanie kinematyki prostej dla planarnego robota, dynamiki. Student zna metody syntezy układu sterowania.
3,5Student zna metody modelowania uderzeń w układach robotycznych. Student zna metody generacji trajektorii na podstawie ruchu człowieka.
4,0Student zna metody sterowania oparte o dynamikę odwrotną.
4,5Student zna metody biomimetyczne stosowane w robotyce humanoidalnej.
5,0Student zna metody sterowania oparte o HZD, ZMP. Student zna zagadnienia z robotyki społecznej, interacji człowiek-maszyna.

Kryterium oceny - umiejętności

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
AR_2A_D08-SUR_U01
Student potrafi stworzyć model matematyczny robota kroczącego. Student potrafi dokonać syntezy nieliniowego układu sterowania.
2,0
3,0Student potrafi stworzyć model kinematyki prostej dla robota kroczącego. Student potrafi stworzyć symulację robota kroczącego. Student potrafi stworzyć układ sterowania oparty o kinematykę odwrotną.
3,5Student potrafi stworzyć układ sterowania oparty o kinematykę odwrotną z modyfikacjami dla układów redundantnych.
4,0Student potrafi wyprowadzić model dynamiki dla robota kroczącego. Student potrafi obliczyć model uderzeń o ziemię dla stopy robota.
4,5Student potrafi stworzyć sterowanie oparte o dynamikę odwrotną dla robota kroczącego.
5,0Student potrafi zaimplementować układ sterowania na stanowisku laboratoryjnym robota kroczącego.

Literatura podstawowa

  1. Westervelt, Grizzle, Chevallereau, Choi, Morris, Feedback control of dynamic bipedal robot locomotion, CRC Press, 2007
  2. Chevallereau, Bessonnet, Abba, Aoustin, Bipedal robots: Modeling, design and walking synthesis, John Wiley & Sons, 2013

Treści programowe - laboratoria

KODTreść programowaGodziny
T-L-1Kinematyka planarnego robota kroczącego2
T-L-2Sterowanie przy pomocy kinematyki odwrotnej planarnym robotem kroczącym2
T-L-3Dynamika planarnego robota kroczącego2
T-L-4Modelowanie uderzeń w układzie robotycznym1
T-L-5Projektowanie sterowania chodem robota kroczącego na podstawie dynamiki odwrotnej2
T-L-6Projektowanie syntetycznych trajektorii dla robotów humanoidalnych2
T-L-7Projektowanie trajektorii na podstawie chodu człowieka2
T-L-8Implementacja pełnego układu sterowania dla płaskiego robota kroczącego na stanowisku laboratoryjnym2
15

Treści programowe - wykłady

KODTreść programowaGodziny
T-W-1Wprowadzenie do robotyki humanoidalnej2
T-W-2Kinematyka, dynamika prosta i odwrotna dla złożonych struktur kinematycznych4
T-W-3Metody sterowania chodem robota kroczącego4
T-W-4Projektowanie chodu robota na podstawie chodu człowieka2
T-W-5Zagadnienia i problemy podczas interacji człowiek-robot3
15

Formy aktywności - laboratoria

KODForma aktywnościGodziny
A-L-1Udział w zajęciach15
A-L-2Przygotowanie się do zajęć laboratoryjnych10
A-L-3Przygotowanie się do zaliczenia5
30
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - wykłady

KODForma aktywnościGodziny
A-W-1Uczestnictwo w zajęciach15
A-W-2Uzupełnienie wiedzy z literatury10
A-W-3Przygotowanie się do zaliczenia5
30
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaAR_2A_D08-SUR_W01Student zna metody modelowania robotów kroczących Student zna podstawowe metody syntezy układu sterowania.
Cel przedmiotuC-1Student zna metody opisu i sterowania robotami kroczącymi oraz społecznymi
Treści programoweT-W-1Wprowadzenie do robotyki humanoidalnej
T-W-3Metody sterowania chodem robota kroczącego
T-W-5Zagadnienia i problemy podczas interacji człowiek-robot
T-W-4Projektowanie chodu robota na podstawie chodu człowieka
T-W-2Kinematyka, dynamika prosta i odwrotna dla złożonych struktur kinematycznych
Metody nauczaniaM-1Wykład informacyjny
M-2Wykład problemowy
Sposób ocenyS-3Ocena podsumowująca: Zaliczenie wykładów
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0
3,0Student zna metody modelowania robotów kroczących: obliczanie kinematyki prostej dla planarnego robota, dynamiki. Student zna metody syntezy układu sterowania.
3,5Student zna metody modelowania uderzeń w układach robotycznych. Student zna metody generacji trajektorii na podstawie ruchu człowieka.
4,0Student zna metody sterowania oparte o dynamikę odwrotną.
4,5Student zna metody biomimetyczne stosowane w robotyce humanoidalnej.
5,0Student zna metody sterowania oparte o HZD, ZMP. Student zna zagadnienia z robotyki społecznej, interacji człowiek-maszyna.
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaAR_2A_D08-SUR_U01Student potrafi stworzyć model matematyczny robota kroczącego. Student potrafi dokonać syntezy nieliniowego układu sterowania.
Cel przedmiotuC-2Student potrafi stworzyć model matematyczny oraz układ sterowania robota kroczącego
Treści programoweT-L-7Projektowanie trajektorii na podstawie chodu człowieka
T-L-4Modelowanie uderzeń w układzie robotycznym
T-L-1Kinematyka planarnego robota kroczącego
T-L-3Dynamika planarnego robota kroczącego
T-L-8Implementacja pełnego układu sterowania dla płaskiego robota kroczącego na stanowisku laboratoryjnym
T-L-6Projektowanie syntetycznych trajektorii dla robotów humanoidalnych
T-L-5Projektowanie sterowania chodem robota kroczącego na podstawie dynamiki odwrotnej
T-L-2Sterowanie przy pomocy kinematyki odwrotnej planarnym robotem kroczącym
Metody nauczaniaM-3Ćwiczenia laboratoryjne
Sposób ocenyS-1Ocena formująca: Ocena za aktywność
S-2Ocena formująca: Zaliczenie zajęć laboratoryjnych
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0
3,0Student potrafi stworzyć model kinematyki prostej dla robota kroczącego. Student potrafi stworzyć symulację robota kroczącego. Student potrafi stworzyć układ sterowania oparty o kinematykę odwrotną.
3,5Student potrafi stworzyć układ sterowania oparty o kinematykę odwrotną z modyfikacjami dla układów redundantnych.
4,0Student potrafi wyprowadzić model dynamiki dla robota kroczącego. Student potrafi obliczyć model uderzeń o ziemię dla stopy robota.
4,5Student potrafi stworzyć sterowanie oparte o dynamikę odwrotną dla robota kroczącego.
5,0Student potrafi zaimplementować układ sterowania na stanowisku laboratoryjnym robota kroczącego.