Εισαγωγή στη Ρομποτική

Γενικά

• Κωδικός: ΠΛΕ08033
• Εξάμηνο: 8ο
• Επίπεδο Σπουδών: Προπτυχιακό
• Τύπος μαθήματος: Ειδίκευσης
• Γλώσσα διδασκαλίας και εξετάσεων: Ελληνικά
• Μέθοδοι Διδασκαλίας (Ώρες/εβδ.): Διαλέξεις (2) / Ασκήσεις Πράξης (1) / Εργαστηριακές Ασκήσεις (1)
• Μονάδες ECTS: 5
• Σελίδα μαθήματος: https://elearning.cm.ihu.gr/course/view.php?id=1017

Περιεχόμενα μαθήματος

• Χωρικές περιγραφές.
• Κινηματική ανάλυση.
• Δυναμική ανάλυση ρομποτικών συστημάτων.
• Περιγραφή, σχεδίαση και παραγωγή τροχιάς.
• Έλεγχος και προγραμματισμός Ρομποτικών χειριστών.
• Είδη Αυτόνομων ρομπότ.
• Μηχανισμοί κίνησης αυτόνομων ρομπότ.
• Κινηματική αυτόνομων οχημάτων.
• Εισαγωγή στο Robot Operating System.

Μαθησιακοί Στόχοι

Το μάθημα αποσκοπεί στο να εισάγει τον φοιτητή στις βασικές έννοιες της Ρομποτικής Περιγράφονται οι βασικές έννοιες της Ρομποτικής, οι χωρικές περιγραφές της θέσης/προσανατολισμού ενός ρομπότ και οι περιστροφές. Παρουσιάζονται οι αρχές της κινηματικής ανάλυσης, τόσο για το ευθύ όσο και για το αντίστροφο κινηματικό πρόβλημα. Επίσης γίνεται δυναμική ανάλυση ρομποτικών συστημάτων αλλά και μια εκ βαθέων ανάλυση στην περιγραφή, σχεδίαση αλλά και παραγωγή τροχιάς. Παρουσιάζονται τεχνικές ελέγχου αλλά και προγραμματισμού ρομποτικών χειριστών. Ταυτόχρονα θα γίνει μια εισαγωγή στα κινούμενα ρομπότ, παρουσιάζοντας τα είδη και τους μηχανισμούς κίνησης των αυτόνομων ρομπότ και την κινηματική τους. Τέλος γίνεται ένα εργαστηριακό σχέδιο μελέτης με τον ρομποτικό βραχίονα Kawasaki αλλά και μια εισαγωγή στο Robot Operating System (ROS).

Μετά την παρακολούθηση του μαθήματος οι φοιτητές θα πρέπει να:

• Γνωρίζουν τις βασικές έννοιες της Ρομποτικής.
• Να επιλύουν βασικά κινηματικά προβλήματα.
• Να σχεδιάζουν τροχιές ρομποτικών βραχιόνων.
• Να κατανοούν τις βασικές αρχές των κινούμενων ρομπότ.

Γενικές Ικανότητες

• Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών.
• Αυτόνομη και Ομαδική εργασία.
• Σχεδιασμός και Διαχείριση Έργων.
• Προαγωγή της ελεύθερης, δημιουργικής και επαγωγικής σκέψης.

Μέθοδοι Διδασκαλίας

• Θεωρητική διδασκαλία – ανάπτυξη της ύλης στον πίνακα – χρήση διαφανειών PowerPoint.
• Εργαστηριακές ασκήσεις με χρήση H/Y και MATLAB, KROSET (Kawasaki), RobotDK και ROS.

Χρήση Τεχνολογιών Πληροφορίας και Επικοινωνιών

• Χρήση εξειδικευμένου λογισμικού.
• Υποστήριξη της μαθησιακής διαδικασίας μέσω της ιστοσελίδας του μαθήματος.

Οργάνωση Διδασκαλίας

Αξιολόγηση Φοιτητών

Ο τελικός βαθμός του μαθήματος διαμορφώνεται από την επίδοση του φοιτητή στη αξιολόγηση του θεωρητικού μέρους και σε αυτόν μπορεί να έχει συμβολή και η επίδοση στο εργαστηριακό μέρος. Σημειώνεται ότι ο φοιτητής θα πρέπει να έχει παρακολουθήσει επιτυχώς το εργαστηριακό μέρος για να έχει δικαίωμα εξέτασης στο θεωρητικό μέρος.

1. Ο βαθμός του θεωρητικού μέρους διαμορφώνεται από γραπτή τελική εξέταση, που μπορεί να περιλαμβάνει:
   • Ανάπτυξη θεωρητικών θεμάτων.
   • Επίλυση προβλημάτων εφαρμογής των γνώσεων που αποκτήθηκαν.
   • Ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής.
   • Ερωτήσεις σύντομης απάντησης.
2. Η εξέταση των ασκήσεων του εργαστηρίου περιλαμβάνει:
   • Την αξιολόγηση των γραπτών εργαστηριακών αναφορών.
   • Μία τελική εξέταση.

Συνιστώμενη Βιβλιογραφία

Προτεινόμενη Βιβλιογραφία μέσω Ευδόξου :

1. Ανάλυση, Έλεγχος και Προγραμματισμός Ρομποτικών Χειριστών Σταθερής Βάσης, Ιωάννης Μπούταλης, 978-960-93-7111-7, 2015, Αυτοέκδοση.
2. Κινηματική, δυναμική και έλεγχος αρθρωτών βραχιόνων, Δουλγέρη Ζωή, 978-960-218-502-5, 2007, ΕΚΔΟΣΕΙΣ ΚΡΙΤΙΚΗ ΑΕ.

Συγγράμματα που διανέμονται μέσω της ηλεκτρονικής σελίδας του μαθήματος:

1. Σ. Βολογιαννίδης, Διαφάνειες, Σέρρες, 2018.

Συμπληρωματική προτεινόμενη βιβλιογραφία:

1. “Ιntroduction to autonomous mobile robots”, Roland Siegwart, Illah R. Nourbakhsh, and Davide Scaramuzza. – 2nd ed., Cambridge, Mass. : MIT Press, 2011.