Celem przedmiotu jest przekazanie studentom ogólnej wiedzy na temat systemów robotów autonomicznych. Szczegółowo zostanie zaprezentowana platforma robotów mobilnych. Prezentowane będą zarówno systemy dla jednego jak i dla wielu robotów. Studenci zapoznają się z działaniem robotów w różnych środowiskach, z realizacją określonych celów, ze wspólnymi cechami tych środowisk oraz z zapewnianiem względnej autonomiczności tworzących je robotów. Systemy omawiane będą pod kątem wielorakich aspektów, takich jak: sposoby poruszania się robotów, charakterystyka sensorów i efektorów, metody przetwarzania obrazów i informacji, problemy lokalizacji robotów oraz modelowania ich środowiska. Celem przedmiotu będzie również wskazanie na niskopoziomowe oprogramowywanie podstawowych funkcji robotów (prymitywy przemieszczania się i użycia sensorów) oraz wysokopoziomowe projektowanie i realizacja zarządzania robotami przy użyciu szeregu metod. Wiele miejsca poświęcono także problemowi modelowania środowiska zespołu robotów wraz z jego realizacją w warunkach laboratoryjnych. Omawiany jest również problem synchronizacji i współpracy grupy robotów oraz metody jej realizacji.

30 godz.

Teoretyczne podstawy sterowania zespołem robotów z zakresu matematyki, robotyki, przetwarzania obrazów, systemów agendowych i sztucznej inteligencji (2). Przykłady systemów - cele działania i metody realizacji (systemy oparte o jednego i wielu robotów) (1). Podział platform robotów, platformy robototów mobilnych (2). Napędy i systemy lokomocji robotów - roboty kołowe, gąsienicowe i kroczące (1). Przemieszczanie się robotów - funkcje podstawowe, złożenia funkcji pierwotnych, algorytmy planowania trasy oraz unikania kolizji (2). Percepcja robota - sensory ultradźwiękowe, optyczne, oparte o podczerwień i inne - sposoby ich wykorzystania (1). Interfejsy sprzętowe i programistyczne. Efektory robotów (chwytaki, lasery, urządzenia specjalne). (1) Systemy wizyjne - metody rozpoznawania obrazów używane w systemach robotów autonomicznych, rozpoznawanie otoczenia (3). Metody określania orientacji i położenia robota, samolokalizacja robotów - technologie i algorytmy. (3) Modelowanie otoczenia - tworzenie map i wirtualnych modeli środowiska (4). Sterowanie robotem, planowanie działań, sterowanie reaktywne, behawioralne i oparte o modele. (4) Komunikacja pomiędzy robotami - technologie i protokoły używane w systemach robotów autonomicznych (1). Wirtualne symulatory robotów autonomicznych oraz środowiska ich działania. (1) Realizacja współpracy grup wielu robotów (2). Samouczenie się robotów - algorytmy i metody realizacji procesu samouczenia (2).

30 godz.

Przetwarzanie obrazu z kamery nad platformą - wykrywanie robotów na platformie, tworzenie modelu środowiska, optymalizacja jakości i przepustowości przesyłanych danych (2). Koordynacja robotów z symulatorem (2). Przetwarzanie danych przesyłanych z kamer pokładowych robotów do odpowiednich modeli środowiska (2). Wykorzystanie dalmierzy, kompasów, sensorów podczerwieni do lokalizacji robotów na platformie (2). Zastosowanie modułu śledzenia linii do sterowania centralnym elementem grupy robotów (2). Użycie chwytaków do manipulacji elementami środowiska (2). Tworzenie funkcji prymitywów (jazda po prostej, obrót, jazda po łuku z parametrami, jazda po wyznaczonej trasie) (2). Wykorzystanie funkcji prymitywów do realizacji zadań złożonych (śledzenie obiektów) (2). Implementacja prostych algorytmów unikania kolizji (2). Projektowanie i implementacja modelu rozkazów służących do sterowania robotem (2). Testy wydajności oraz osiągów robotów w zależności od parametrów środowiska (rodzaj powierzchni, prędkość, promień skrętu, przyspieszenie, jakość oświetlenia) (2). Wykorzystanie zdecentralizowanych, centralnych i hybrydowych algorytmów i strategii zarządzania do realizacji celów w środowiskach wieloagentowych (2). Projektowanie i implementacja modułu predykcji zdarzeń na platformie (2). Implementacja podejść reaktywnych i behawioralnych jako modele działania robota w środowisku (2). Realizacja systemów uczących się w oparciu o metody sztucznej inteligencji (2).

Brak danych podręcznikowych, planuje się opracowanie skrypt do przedmiotu
Inne źródła:
- Dokumentacja sprzętowa platformy robotów mobilnych.
- Strategie sterowania grupą robotów mobilnych - Andrzej Opaliński - praca magisterska, AGH 2005.
- Agent-based mobile robots navigation framework - Wojciech Turek, Robert Marcjan, Krzysztof Cetnarowicz: Computational Science - ICCS 2006
- RoBOSS - an universal tool for robots modelling and simulation W.Turek, D.Czyrnek, R.Marcjan, K.Cetnarowicz: CMS'05
- Przykłady systemów dostępnych w sieci.