Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

Wydział Elektryczny - Automatyka i robotyka (S2)
specjalność: Systemy sterowania procesami przemysłowymi

Sylabus przedmiotu Roboty humanoidalne i kosmiczne:

Informacje podstawowe

Kierunek studiów Automatyka i robotyka
Forma studiów studia stacjonarne Poziom drugiego stopnia
Tytuł zawodowy absolwenta magister inżynier
Obszary studiów nauk technicznych, studiów inżynierskich
Profil ogólnoakademicki
Moduł
Przedmiot Roboty humanoidalne i kosmiczne
Specjalność Sterowanie w układach robotycznych
Jednostka prowadząca Katedra Sterowania i Pomiarów
Nauczyciel odpowiedzialny Tomasz Barciński <Tomasz.Barcinski@zut.edu.pl>
Inni nauczyciele Jakub Lisowski <Jakub.Lisowski@zut.edu.pl>, Adam Łukomski <Adam.Lukomski@zut.edu.pl>
ECTS (planowane) 2,0 ECTS (formy) 2,0
Forma zaliczenia zaliczenie Język polski
Blok obieralny Grupa obieralna

Formy dydaktyczne

Forma dydaktycznaKODSemestrGodzinyECTSWagaZaliczenie
laboratoriaL2 15 0,50,30zaliczenie
wykładyW2 15 1,00,40zaliczenie
projektyP2 15 0,50,30zaliczenie

Wymagania wstępne

KODWymaganie wstępne
W-1Modelowanie i symulacja złożonych układów mechanicznych.
W-2Teoria sterowania układów nieliniowych.

Cele przedmiotu

KODCel modułu/przedmiotu
C-1Poznanie robotów humanoidalnych - ich roli i zadań we współczesnym świecie.
C-2Poznanie podstawowych typów robotów humanoidalnych oraz metod syntezy układów sterowania nimi.
C-3Poznanie sfery zastosowań robotyki kosmicznej.
C-4Poznanie metod sterowania przeznaczonych do sterowania robotami w warunkach mikrograwitacji.

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KODTreść programowaGodziny
laboratoria
T-L-1Modelowanie, synteza układu sterowania i symulacja płaskiego robota humanoidalnego3
T-L-2Synteza układu sterowania i badania eksperymentalne trójwymiarowgo robota humanoidalnego4
T-L-3Modelowanie, synteza układu sterowania i symulacja płaskiego manipulatora satelitarnego na swobodnej bazie.3
T-L-4Modelowanie, synteza układu sterowania i symulcja manipulatora satelitarnego na swobodnej bazie o trzech stopniach swobody pozycjonowania.3
T-L-5Kolokwium2
15
projekty
T-P-1Optymalizacja chodu robota humanoidalnego.8
T-P-2Obliczenie jakobianu dynamicznego nieholonomicznego manipulatora satelitarnego. Analiza osobliwości.2
T-P-3Planowanie trajektorii płaskiego robota orbitalnego przechwytującego koziołkujący obiekt.5
15
wykłady
T-W-1Wprowadzenie do robotyki humanoidów. Rodzaje robotów humanoidalnych, cel ich powstania i zadania. Terminologia.2
T-W-2Konstrukcja typowych robotów humanoidalnych, napędy i sensory.2
T-W-3Metody opisu matematycznego robotów humanoidalnych: kinematyka, dynamika, zagadnienia kontaktu.2
T-W-4Algorytmy sterowania robotami humanoidalnymi.2
T-W-5Wprowadzenie do robotyki kosmicznej. Historia misji kosmicznych z udziałem układów robotycznych. Specyficzne warunki pracy. Terminologia2
T-W-6Opis ruchu robotów w warunkach mikrograwitacji.2
T-W-7Metody sterowania robotami orbitalnymi. Zagadnienie planowania trajektorii robota na swobodnej bazie.3
15

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KODForma aktywnościGodziny
laboratoria
A-L-1uczestnictwo w zajęciach15
15
projekty
A-P-1uczestnictwo w zajęciach15
15
wykłady
A-W-1Aktywne uczesnictwo w wykładach.15
A-W-2Studium treści podanych na wykładzie oraz literatury.15
30

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

KODMetoda nauczania / narzędzie dydaktyczne
M-1wykład informacyjny
M-2wykład problemowy
M-3ćwiczenia laboratoryjne
M-4metoda projektów

Sposoby oceny

KODSposób oceny
S-1Ocena podsumowująca: Zaliczenie ustne i pisemne.

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_C21_W01
Student zna rodzaje robotów humanoidalnych, ich konstrukcję, podstawowe układy napędowe i sensoryczne. Zna metody modelowania matematycznego robotów humanoidalnych. Student zna algorytmy sterowania robotami humanoidalnymi. Student zna stan obecny i trendy rozwojowe robotyki kosmicznej. Zna podstawowe metody modelowania i sterowania robotów saltelitarnych.
AR_2A_W06, AR_2A_W07T2A_W04, T2A_W05, T2A_W07C-1, C-2, C-3, C-4T-W-1, T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-W-5, T-W-6, T-W-7M-1, M-2S-1

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_C21_U01
Student potrafi sformułować zagadnienie sterowania robotem humanoidalnym i rozwiązać je. Student potrafi dokonać syntezy układu sterowania trójwymiarowego robota humanoidalnego, zaimplentować je i przeprowadzić badania eksperymentalne. Student potrafi sformułować zagadnienie sterowania robotem satelitarnym i rozwiązać je.
AR_2A_U03T2A_U09, T2A_U10, T2A_U11C-1, C-2, C-3, C-4T-L-1, T-L-2, T-L-3, T-L-4, T-L-5, T-P-2, T-P-1, T-P-3M-3, M-4S-1

Kryterium oceny - wiedza

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
AR_2A_C21_W01
Student zna rodzaje robotów humanoidalnych, ich konstrukcję, podstawowe układy napędowe i sensoryczne. Zna metody modelowania matematycznego robotów humanoidalnych. Student zna algorytmy sterowania robotami humanoidalnymi. Student zna stan obecny i trendy rozwojowe robotyki kosmicznej. Zna podstawowe metody modelowania i sterowania robotów saltelitarnych.
2,0
3,0Student zna rodzaje robotów humanoidalnych, ich konstrukcję, podsatwowe układy napędowe i sensoryczne. Zna metody modelowania matematycznego robotów humanoidalnych. Student zna algorytmy sterowania robotami humanoidalnymi. Student zna stan obecny i trendy rozwojowe robotyki kosmicznej. Zna podstawowe metody modelowania i sterowania robotów saltelitarnych.
3,5
4,0
4,5
5,0

Kryterium oceny - umiejętności

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
AR_2A_C21_U01
Student potrafi sformułować zagadnienie sterowania robotem humanoidalnym i rozwiązać je. Student potrafi dokonać syntezy układu sterowania trójwymiarowego robota humanoidalnego, zaimplentować je i przeprowadzić badania eksperymentalne. Student potrafi sformułować zagadnienie sterowania robotem satelitarnym i rozwiązać je.
2,0
3,0Student potrafi sformułować zagadnienie sterowania robotem humanoidalnym i rozwiązać je. Student potrafi dokonać syntezy układu sterowania trójwymiarowego robota humanoidalnego, zaimplentować je i przeprowadzić badania eksperymentalne. Student potrafi sformułować zagadnienie sterowania robotem satelitarnym i rozwiązać je.
3,5
4,0
4,5
5,0

Literatura podstawowa

  1. Murray R. M., Li Z., Sastry S., A Mathematical Introduction to Robotic Manipulation, CRC Press, 1994
  2. Slotine J-J. E., Lie W., Applied Nonlinear Control, Prencince Hall, Englewood Cliffs, 1991
  3. Khalil H. K., Nonlinear Systems, Prentice Hall, Upper Saddle River, 1996, 2

Treści programowe - laboratoria

KODTreść programowaGodziny
T-L-1Modelowanie, synteza układu sterowania i symulacja płaskiego robota humanoidalnego3
T-L-2Synteza układu sterowania i badania eksperymentalne trójwymiarowgo robota humanoidalnego4
T-L-3Modelowanie, synteza układu sterowania i symulacja płaskiego manipulatora satelitarnego na swobodnej bazie.3
T-L-4Modelowanie, synteza układu sterowania i symulcja manipulatora satelitarnego na swobodnej bazie o trzech stopniach swobody pozycjonowania.3
T-L-5Kolokwium2
15

Treści programowe - projekty

KODTreść programowaGodziny
T-P-1Optymalizacja chodu robota humanoidalnego.8
T-P-2Obliczenie jakobianu dynamicznego nieholonomicznego manipulatora satelitarnego. Analiza osobliwości.2
T-P-3Planowanie trajektorii płaskiego robota orbitalnego przechwytującego koziołkujący obiekt.5
15

Treści programowe - wykłady

KODTreść programowaGodziny
T-W-1Wprowadzenie do robotyki humanoidów. Rodzaje robotów humanoidalnych, cel ich powstania i zadania. Terminologia.2
T-W-2Konstrukcja typowych robotów humanoidalnych, napędy i sensory.2
T-W-3Metody opisu matematycznego robotów humanoidalnych: kinematyka, dynamika, zagadnienia kontaktu.2
T-W-4Algorytmy sterowania robotami humanoidalnymi.2
T-W-5Wprowadzenie do robotyki kosmicznej. Historia misji kosmicznych z udziałem układów robotycznych. Specyficzne warunki pracy. Terminologia2
T-W-6Opis ruchu robotów w warunkach mikrograwitacji.2
T-W-7Metody sterowania robotami orbitalnymi. Zagadnienie planowania trajektorii robota na swobodnej bazie.3
15

Formy aktywności - laboratoria

KODForma aktywnościGodziny
A-L-1uczestnictwo w zajęciach15
15
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - projekty

KODForma aktywnościGodziny
A-P-1uczestnictwo w zajęciach15
15
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - wykłady

KODForma aktywnościGodziny
A-W-1Aktywne uczesnictwo w wykładach.15
A-W-2Studium treści podanych na wykładzie oraz literatury.15
30
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaAR_2A_C21_W01Student zna rodzaje robotów humanoidalnych, ich konstrukcję, podstawowe układy napędowe i sensoryczne. Zna metody modelowania matematycznego robotów humanoidalnych. Student zna algorytmy sterowania robotami humanoidalnymi. Student zna stan obecny i trendy rozwojowe robotyki kosmicznej. Zna podstawowe metody modelowania i sterowania robotów saltelitarnych.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówAR_2A_W06Ma ugruntowaną wiedzę o konstrukcji oraz metodach analizy właściwości manipulatorów i robotów mobilnych, zna zaawansowane układy i algorytmy sterowania nimi, zna najnowsze osiągnięcia robotyki.
AR_2A_W07Ma podbudowaną teoretycznie wiedzę na temat modelowania matematycznego oraz sterowania złożonymi układami mechanicznymi, w tym układami o więzach nieholonomicznych oraz robotami humanoidalnymi.
Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaT2A_W04ma podbudowaną teoretycznie szczegółową wiedzę związaną z wybranymi zagadnieniami z zakresu studiowanego kierunku studiów
T2A_W05ma wiedzę o trendach rozwojowych i najistotniejszych nowych osiągnięciach z zakresu dziedzin nauki i dyscyplin naukowych, właściwych dla studiowanego kierunku studiów i pokrewnych dyscyplin naukowych
T2A_W07zna podstawowe metody, techniki, narzędzia i materiały stosowane przy rozwiązywaniu złożonych zadań inżynierskich z zakresu studiowanego kierunku studiów
Cel przedmiotuC-1Poznanie robotów humanoidalnych - ich roli i zadań we współczesnym świecie.
C-2Poznanie podstawowych typów robotów humanoidalnych oraz metod syntezy układów sterowania nimi.
C-3Poznanie sfery zastosowań robotyki kosmicznej.
C-4Poznanie metod sterowania przeznaczonych do sterowania robotami w warunkach mikrograwitacji.
Treści programoweT-W-1Wprowadzenie do robotyki humanoidów. Rodzaje robotów humanoidalnych, cel ich powstania i zadania. Terminologia.
T-W-2Konstrukcja typowych robotów humanoidalnych, napędy i sensory.
T-W-3Metody opisu matematycznego robotów humanoidalnych: kinematyka, dynamika, zagadnienia kontaktu.
T-W-4Algorytmy sterowania robotami humanoidalnymi.
T-W-5Wprowadzenie do robotyki kosmicznej. Historia misji kosmicznych z udziałem układów robotycznych. Specyficzne warunki pracy. Terminologia
T-W-6Opis ruchu robotów w warunkach mikrograwitacji.
T-W-7Metody sterowania robotami orbitalnymi. Zagadnienie planowania trajektorii robota na swobodnej bazie.
Metody nauczaniaM-1wykład informacyjny
M-2wykład problemowy
Sposób ocenyS-1Ocena podsumowująca: Zaliczenie ustne i pisemne.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0
3,0Student zna rodzaje robotów humanoidalnych, ich konstrukcję, podsatwowe układy napędowe i sensoryczne. Zna metody modelowania matematycznego robotów humanoidalnych. Student zna algorytmy sterowania robotami humanoidalnymi. Student zna stan obecny i trendy rozwojowe robotyki kosmicznej. Zna podstawowe metody modelowania i sterowania robotów saltelitarnych.
3,5
4,0
4,5
5,0
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaAR_2A_C21_U01Student potrafi sformułować zagadnienie sterowania robotem humanoidalnym i rozwiązać je. Student potrafi dokonać syntezy układu sterowania trójwymiarowego robota humanoidalnego, zaimplentować je i przeprowadzić badania eksperymentalne. Student potrafi sformułować zagadnienie sterowania robotem satelitarnym i rozwiązać je.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówAR_2A_U03Potrafi dokonać analizy i syntezy algorytmów sterowania złożonymi procesami technologicznymi wykorzystując w tym celu odpowiednie metody i narzędzia informatyczne.
Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaT2A_U09potrafi wykorzystać do formułowania i rozwiązywania zadań inżynierskich i prostych problemów badawczych metody analityczne, symulacyjne i eksperymentalne
T2A_U10potrafi - przy formułowaniu i rozwiązywaniu zadań inżynierskich - integrować wiedzę z zakresu dziedzin nauki i dyscyplin naukowych, właściwych dla studiowanego kierunku studiów oraz zastosować podejście systemowe, uwzględniające także aspekty pozatechniczne
T2A_U11potrafi formułować i testować hipotezy związane z problemami inżynierskimi i prostymi problemami badawczymi
Cel przedmiotuC-1Poznanie robotów humanoidalnych - ich roli i zadań we współczesnym świecie.
C-2Poznanie podstawowych typów robotów humanoidalnych oraz metod syntezy układów sterowania nimi.
C-3Poznanie sfery zastosowań robotyki kosmicznej.
C-4Poznanie metod sterowania przeznaczonych do sterowania robotami w warunkach mikrograwitacji.
Treści programoweT-L-1Modelowanie, synteza układu sterowania i symulacja płaskiego robota humanoidalnego
T-L-2Synteza układu sterowania i badania eksperymentalne trójwymiarowgo robota humanoidalnego
T-L-3Modelowanie, synteza układu sterowania i symulacja płaskiego manipulatora satelitarnego na swobodnej bazie.
T-L-4Modelowanie, synteza układu sterowania i symulcja manipulatora satelitarnego na swobodnej bazie o trzech stopniach swobody pozycjonowania.
T-L-5Kolokwium
T-P-2Obliczenie jakobianu dynamicznego nieholonomicznego manipulatora satelitarnego. Analiza osobliwości.
T-P-1Optymalizacja chodu robota humanoidalnego.
T-P-3Planowanie trajektorii płaskiego robota orbitalnego przechwytującego koziołkujący obiekt.
Metody nauczaniaM-3ćwiczenia laboratoryjne
M-4metoda projektów
Sposób ocenyS-1Ocena podsumowująca: Zaliczenie ustne i pisemne.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0
3,0Student potrafi sformułować zagadnienie sterowania robotem humanoidalnym i rozwiązać je. Student potrafi dokonać syntezy układu sterowania trójwymiarowego robota humanoidalnego, zaimplentować je i przeprowadzić badania eksperymentalne. Student potrafi sformułować zagadnienie sterowania robotem satelitarnym i rozwiązać je.
3,5
4,0
4,5
5,0