Uvod u robotiku

Cilj i ishod predmeta

Usvajanje osnovnih pojmova o robotici posmatranoj na osnovu računarskog inženjerstva, i uže, veštačke inteligencije. Uvod u robotiku i klasifikacija robotskih sistema. Osposobljavanje za razvoj osnovne programske podrške veštačko-inteligentnog robota. Razumevanje pojma veštačko-inteligentnog robota. Analiza osnovnih savremenih ideja robotike u domenu primene veštačke inteligencije u robotici. Analiza mesta robotike u razvoju savremenog računarstva. Ovladavanje i primena osnovnih elemenata programske realizacije inteligentnih robota.

Teorijska nastava

Klasifikacija robota. Industrijski, autonomni i humanoidni roboti. Diferencijalni pogon. Namenski računar. Senzori. Klasifikacija senzora. Senzori rastojanja (ultrazvučni, optički), infracrveni senzori blizine, senzori na bazi triangulacije, laserski skeneri, kamere. Opseg, rezolucija, preciznost, tačnost. Reaktivno ponašanje. Braitenberg-ovo vozilo. Reakcija na detekciju objekta. Reakcija i skretanje. Praćenje linije upotrebom jednog ili dva senzora tla. Praćenje linije bez gradijenta. Upotreba konačnih automata. Reaktivno ponašanje sa stanjem. Implementacija konačnog automata. Kretanje robota. Rastojanje, brzina, vreme i ubrzanje. Segmentirano i kontinualno kretanje. Navigacija upotrebom odometra. Inercioni navigacioni sistemi. Akcelerometri i žiroskopi. Broj stepena slobode i broj aktuatora. Holonomično i neholonomično kretanje. Modeli upravljanja. Upravljanje u otvorenoj i zatvorenoj petlji. Izbor periode za upravljački algoritam. On-Off regulacija. P, PI i PID regulacija. Lokalna navigacija. Izbegavanje prepreke. Praćenje zida. Praćenje zida sa usmerenjem. Pledž algoritam (rešavanje lavirinta). Praćenje markirane linije. Stohastičko pronalaženje putanje. Konačni automat i pronalaženje putanje. Kinematika robotskog manipulatora: Direktna kinematika. Inverzna kinematika. Rotacije. Rotiranje vektora. Rotiranje koordinatnog okvira. Transformacija vektora iz jednog koordinatnog okvira u drugi. Rotiranje i transliranje koordinatnog okvira. Trodimenzione rotacije. Rotacije oko tri ose. Pravilo desne ruke. Matrice za trodimenzionalnu rotaciju. Višestruke rotacije. Ojlerovi uglovi.

Praktična nastava

Implementacija osnovnog programa koji upravlja robotom. Implementacija programa za obradu informacija sa senzora. Implementacija programa koji upravlja aktuatorima. Dodavanje elemenata rasuđivanja. Implementacija rasuđivanja u prisustvu nesigurnosti. Vežba implementacije lokalizacije, pretrage i upravljanja robotom.