Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

Wydział Informatyki - Inżynieria cyfryzacji (N1)

Sylabus przedmiotu Podstawy robotyki:

Informacje podstawowe

Kierunek studiów Inżynieria cyfryzacji
Forma studiów studia niestacjonarne Poziom pierwszego stopnia
Tytuł zawodowy absolwenta inżynier
Obszary studiów nauki techniczne, studia inżynierskie
Profil ogólnoakademicki
Moduł
Przedmiot Podstawy robotyki
Specjalność Zastosowania informatyki
Jednostka prowadząca Katedra Metod Sztucznej Inteligencji i Matematyki Stosowanej
Nauczyciel odpowiedzialny Marcin Pluciński <Marcin.Plucinski@zut.edu.pl>
Inni nauczyciele Sławomir Jaszczak <Slawomir.Jaszczak@zut.edu.pl>, Piotr Piela <Piotr.Piela@zut.edu.pl>
ECTS (planowane) 2,0 ECTS (formy) 2,0
Forma zaliczenia zaliczenie Język polski
Blok obieralny 3 Grupa obieralna 3

Formy dydaktyczne

Forma dydaktycznaKODSemestrGodzinyECTSWagaZaliczenie
wykładyW7 10 1,00,62zaliczenie
laboratoriaL7 10 1,00,38zaliczenie

Wymagania wstępne

KODWymaganie wstępne
W-1Algebra i analiza matematyczna
W-2Podstawy informatyki
W-3Podstawy automatyki

Cele przedmiotu

KODCel modułu/przedmiotu
C-1Nabycie wiadomości na temat budowy i działania robotów. Zapoznanie się z technikami modelowania, sterowania i planowania ruchu robotów.
C-2Nabycie umiejętności praktycznych w modelowaniu kinematyki i dynamiki ruchu robotów.
C-3Nabycie umiejętności praktycznych w sterowaniu i planowaniu ruchu robotów.

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KODTreść programowaGodziny
laboratoria
T-L-1Modelowanie i symulacja ruchu wybranych konstrukcji robotów manipulacyjnych i mobilnych.3
T-L-2Projektowanie algorytmów sterowania ruchem robotów - badania symulacyjne z wykorzystaniem opisanych wcześniej modeli.3
T-L-3Projekt i budowa robota z wykorzystaniem gotowych podzespołów modułowych.2
T-L-4Projekt i implementacja układu regulacji ruchu skonstruowanych robotów.2
10
wykłady
T-W-1Wprowadzenie do robotyki: klasyfikacja i budowa robotów. Typy urządzeń wykonawczych, metody ruchu. Sensory. Metody lokalizacji i komunikacji.3
T-W-2Modelowanie kinematyki i dynamiki robotów.2
T-W-3Metody sterowania ruchem robota.2
T-W-4Planowanie ruchu robota: planowanie trajektorii manipulatora, planowanie toru ruchu robotów mobilnych.2
T-W-5Sztuczna inteligencja w robotyce. Uczenie robotów.1
10

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KODForma aktywnościGodziny
laboratoria
A-L-1Uczestnictwo w zajęciach.10
A-L-2Uczestnictwo w konsultacjach i zaliczeniu formy zajęć1
A-L-3Samodzielne dokończenie zadań projektowych z zajęć laboratoryjnych.19
30
wykłady
A-W-1Uczestnictwo w zajęciach + zaliczenie wykładu10
A-W-2Konsultacje do wykładu1
A-W-3Przygotowanie do zaliczenia.19
30

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

KODMetoda nauczania / narzędzie dydaktyczne
M-1Wykład informacyjny z prezentacją.
M-2Ćwiczenia laboratoryjne: samodzielna realizacja projektów związanych z modelowaniem robotów oraz sterowaniem i planowaniem ruchu robotów.

Sposoby oceny

KODSposób oceny
S-1Ocena formująca: Laboratorium: ocena projektów realizowanych w trakcie zajęć.
S-2Ocena podsumowująca: Laboratorium: ocena końcowa obliczana będzie jako średnia ważona ocen formujących.
S-3Ocena podsumowująca: Wykład: zaliczenie 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
IC_1A_O3/05_W01
W wyniku zajęć student powinien być w stanie scharakteryzować budowę, działanie oraz metody sterowania i planowania ruchu robotów.
IC_1A_W15, IC_1A_W16C-1T-W-5, T-W-4, T-W-1, T-W-2, T-W-3M-1S-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
IC_1A_O3/05_U01
W wyniku zajęć student powinien posiadać umiejętność modelowania kinematyki i dynamiki ruchu robotów.
IC_1A_U01, IC_1A_U06, IC_1A_U19C-2T-W-2, T-L-1M-2, M-1S-2, S-1
IC_1A_O3/05_U02
W wyniku zajęć student powinien posiadać umiejętność doboru i implementacji algorytmu sterowania ruchem robota.
IC_1A_U08, IC_1A_U04C-3T-W-5, T-W-3, T-L-2, T-L-3M-2, M-1S-2, S-1
IC_1A_O3/05_U03
W wyniku zajęć student powinien posiadać umiejętność doboru i implementacji algorytmu planowania ruchu robota.
IC_1A_U08, IC_1A_U22, IC_1A_U24, IC_1A_U19C-3T-W-5, T-W-4, T-L-4, T-L-3M-2, M-1S-2, S-1

Kryterium oceny - wiedza

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
IC_1A_O3/05_W01
W wyniku zajęć student powinien być w stanie scharakteryzować budowę, działanie oraz metody sterowania i planowania ruchu robotów.
2,0
3,0Student umie opisać budowę i działanie robota oraz zna podstawowe metody sterowania i planowania ruchu robota.
3,5
4,0
4,5
5,0

Kryterium oceny - umiejętności

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
IC_1A_O3/05_U01
W wyniku zajęć student powinien posiadać umiejętność modelowania kinematyki i dynamiki ruchu robotów.
2,0
3,0Student umie zaimplementować podany model kinematyki i dynamiki ruchu robota.
3,5
4,0
4,5
5,0
IC_1A_O3/05_U02
W wyniku zajęć student powinien posiadać umiejętność doboru i implementacji algorytmu sterowania ruchem robota.
2,0
3,0Student umie dobrać odpowiedni algorytm sterowania ruchem robota i zaimplementować go.
3,5
4,0
4,5
5,0
IC_1A_O3/05_U03
W wyniku zajęć student powinien posiadać umiejętność doboru i implementacji algorytmu planowania ruchu robota.
2,0
3,0Student zna podstawowe metody planowania ruchu robota i umie je zastosować w praktyce.
3,5
4,0
4,5
5,0

Literatura podstawowa

  1. Craig J.J., Wprowadzenie do robotyki, WNT, Warszawa, 1993
  2. Morecki A., Knapczyk J., Podstawy robotyki, WNT, Warszawa, 1999
  3. Dulęba I., Metody i algorytmy planowania ruchu robotów mobilnych i manipulacyjnych, Akademicka Oficyna Wydawnicza EXIT, Warszawa, 2001
  4. Giergiel M., Hendziel Z., Żylski W., Modelowanie i sterowanie mobilnych robotów kołowych, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 2002
  5. Spong M.W., Vidyasagar M., Dynamika i sterowanie robotów, WNT, Warszawa, 1997

Literatura dodatkowa

  1. Bekey G.A., Autonomous robots - from bilogical inspiration to implementation and control, The MIT Press, 2005
  2. Choset H. i inni, Principles of robot motion - theory, algorithms and implementation, The MIT Press, 2005

Treści programowe - laboratoria

KODTreść programowaGodziny
T-L-1Modelowanie i symulacja ruchu wybranych konstrukcji robotów manipulacyjnych i mobilnych.3
T-L-2Projektowanie algorytmów sterowania ruchem robotów - badania symulacyjne z wykorzystaniem opisanych wcześniej modeli.3
T-L-3Projekt i budowa robota z wykorzystaniem gotowych podzespołów modułowych.2
T-L-4Projekt i implementacja układu regulacji ruchu skonstruowanych robotów.2
10

Treści programowe - wykłady

KODTreść programowaGodziny
T-W-1Wprowadzenie do robotyki: klasyfikacja i budowa robotów. Typy urządzeń wykonawczych, metody ruchu. Sensory. Metody lokalizacji i komunikacji.3
T-W-2Modelowanie kinematyki i dynamiki robotów.2
T-W-3Metody sterowania ruchem robota.2
T-W-4Planowanie ruchu robota: planowanie trajektorii manipulatora, planowanie toru ruchu robotów mobilnych.2
T-W-5Sztuczna inteligencja w robotyce. Uczenie robotów.1
10

Formy aktywności - laboratoria

KODForma aktywnościGodziny
A-L-1Uczestnictwo w zajęciach.10
A-L-2Uczestnictwo w konsultacjach i zaliczeniu formy zajęć1
A-L-3Samodzielne dokończenie zadań projektowych z zajęć laboratoryjnych.19
30
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - wykłady

KODForma aktywnościGodziny
A-W-1Uczestnictwo w zajęciach + zaliczenie wykładu10
A-W-2Konsultacje do wykładu1
A-W-3Przygotowanie do zaliczenia.19
30
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaIC_1A_O3/05_W01W wyniku zajęć student powinien być w stanie scharakteryzować budowę, działanie oraz metody sterowania i planowania ruchu robotów.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówIC_1A_W15Posiada wiedzę z zasad działania systemów informatycznych przynajmniej jednego z następujących obszarów: e - biznes, e – zdrowie, media elektroniczne, poligrafia, zarządzanie wiedzą, przemysłowe systemy sterowania, metody sztucznej inteligencji, systemy wbudowane
IC_1A_W16Posiada wiedzę z zakresu modelowania i symulacji komputerowej systemów
Cel przedmiotuC-1Nabycie wiadomości na temat budowy i działania robotów. Zapoznanie się z technikami modelowania, sterowania i planowania ruchu robotów.
Treści programoweT-W-5Sztuczna inteligencja w robotyce. Uczenie robotów.
T-W-4Planowanie ruchu robota: planowanie trajektorii manipulatora, planowanie toru ruchu robotów mobilnych.
T-W-1Wprowadzenie do robotyki: klasyfikacja i budowa robotów. Typy urządzeń wykonawczych, metody ruchu. Sensory. Metody lokalizacji i komunikacji.
T-W-2Modelowanie kinematyki i dynamiki robotów.
T-W-3Metody sterowania ruchem robota.
Metody nauczaniaM-1Wykład informacyjny z prezentacją.
Sposób ocenyS-3Ocena podsumowująca: Wykład: zaliczenie pisemne.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0
3,0Student umie opisać budowę i działanie robota oraz zna podstawowe metody sterowania i planowania ruchu robota.
3,5
4,0
4,5
5,0
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaIC_1A_O3/05_U01W wyniku zajęć student powinien posiadać umiejętność modelowania kinematyki i dynamiki ruchu robotów.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówIC_1A_U01Ma umiejętność wykrywania związków i zależności w procesach zachodzących w systemach rzeczywistych i tworzenia modeli komputerowych
IC_1A_U06Umie opisywać i analizować działanie podstawowych systemów technicznych na poziomie sprzętu i oprogramowania
IC_1A_U19Potrafi wykorzystać w przedsięwzięciach informatycznych metody analityczne, symulacyjne i eksperymentalne
Cel przedmiotuC-2Nabycie umiejętności praktycznych w modelowaniu kinematyki i dynamiki ruchu robotów.
Treści programoweT-W-2Modelowanie kinematyki i dynamiki robotów.
T-L-1Modelowanie i symulacja ruchu wybranych konstrukcji robotów manipulacyjnych i mobilnych.
Metody nauczaniaM-2Ćwiczenia laboratoryjne: samodzielna realizacja projektów związanych z modelowaniem robotów oraz sterowaniem i planowaniem ruchu robotów.
M-1Wykład informacyjny z prezentacją.
Sposób ocenyS-2Ocena podsumowująca: Laboratorium: ocena końcowa obliczana będzie jako średnia ważona ocen formujących.
S-1Ocena formująca: Laboratorium: ocena projektów realizowanych w trakcie zajęć.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0
3,0Student umie zaimplementować podany model kinematyki i dynamiki ruchu robota.
3,5
4,0
4,5
5,0
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaIC_1A_O3/05_U02W wyniku zajęć student powinien posiadać umiejętność doboru i implementacji algorytmu sterowania ruchem robota.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówIC_1A_U08Umie stosować narzędzia do szybkiego prototypowania systemów informatycznych przeznaczonych na różne platformy sprzętowe z wykorzystaniem zaawansowanej wiedzy algorytmicznej
IC_1A_U04Ma umiejętności w zakresie prototypowania podstawowych systemów usprawniania i automatyzacji procesów
Cel przedmiotuC-3Nabycie umiejętności praktycznych w sterowaniu i planowaniu ruchu robotów.
Treści programoweT-W-5Sztuczna inteligencja w robotyce. Uczenie robotów.
T-W-3Metody sterowania ruchem robota.
T-L-2Projektowanie algorytmów sterowania ruchem robotów - badania symulacyjne z wykorzystaniem opisanych wcześniej modeli.
T-L-3Projekt i budowa robota z wykorzystaniem gotowych podzespołów modułowych.
Metody nauczaniaM-2Ćwiczenia laboratoryjne: samodzielna realizacja projektów związanych z modelowaniem robotów oraz sterowaniem i planowaniem ruchu robotów.
M-1Wykład informacyjny z prezentacją.
Sposób ocenyS-2Ocena podsumowująca: Laboratorium: ocena końcowa obliczana będzie jako średnia ważona ocen formujących.
S-1Ocena formująca: Laboratorium: ocena projektów realizowanych w trakcie zajęć.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0
3,0Student umie dobrać odpowiedni algorytm sterowania ruchem robota i zaimplementować go.
3,5
4,0
4,5
5,0
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaIC_1A_O3/05_U03W wyniku zajęć student powinien posiadać umiejętność doboru i implementacji algorytmu planowania ruchu robota.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówIC_1A_U08Umie stosować narzędzia do szybkiego prototypowania systemów informatycznych przeznaczonych na różne platformy sprzętowe z wykorzystaniem zaawansowanej wiedzy algorytmicznej
IC_1A_U22Potrafi ocenić przydatność rutynowych metod i narzędzi rozwiązania typowego zadania inżynierskiego, charakterystycznego dla reprezentowanej dyscypliny oraz wybrać i zastosować właściwą metodę i narzędzia
IC_1A_U24Umie zastosować metody sztucznej inteligencji w przedsięwzięciach informatycznych
IC_1A_U19Potrafi wykorzystać w przedsięwzięciach informatycznych metody analityczne, symulacyjne i eksperymentalne
Cel przedmiotuC-3Nabycie umiejętności praktycznych w sterowaniu i planowaniu ruchu robotów.
Treści programoweT-W-5Sztuczna inteligencja w robotyce. Uczenie robotów.
T-W-4Planowanie ruchu robota: planowanie trajektorii manipulatora, planowanie toru ruchu robotów mobilnych.
T-L-4Projekt i implementacja układu regulacji ruchu skonstruowanych robotów.
T-L-3Projekt i budowa robota z wykorzystaniem gotowych podzespołów modułowych.
Metody nauczaniaM-2Ćwiczenia laboratoryjne: samodzielna realizacja projektów związanych z modelowaniem robotów oraz sterowaniem i planowaniem ruchu robotów.
M-1Wykład informacyjny z prezentacją.
Sposób ocenyS-2Ocena podsumowująca: Laboratorium: ocena końcowa obliczana będzie jako średnia ważona ocen formujących.
S-1Ocena formująca: Laboratorium: ocena projektów realizowanych w trakcie zajęć.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0
3,0Student zna podstawowe metody planowania ruchu robota i umie je zastosować w praktyce.
3,5
4,0
4,5
5,0