Predmet: Napredna robotika (22.EAI029 )
Matične organizacione jedinice predmeta:
Studijski programi predmeta:
| Stepen i vrsta studija | Naziv |
|---|---|
| Master akademske studije | Veštačka inteligencija i mašinsko učenje (Godina: 1, Letnji) |
Cilj:
Cilj predmeta je osposobljavanje studenata za teorijsko razumevanje najvažnijih koncepata vezanih za klasu redundantnih robotskih manipulatora i praktično rešavanje problema koji uključuju modelovanje kinematike i dinamike ovakvih sistema, analizu stabilnosti ravnotežnih položaja i sintezu rezličitih tipova kontrolera za upravljanje kretanjem i fizičkom interakcijom robota sa okolinom. U predmetu se generalizuju osnovni koncepti, vezani za klasu industrijskih manipulatora, i uvode se novi koncepti neophodni za analizu kompleksnih robotskih sistema kao što su humanoidni i kolaborativni roboti. Dodatni cilj je osposobljavanje studenata za praćenje savremene literature iz oblasti robotike i uvođenje u samostalani naučno-istraživački rad.
Ishod:
Studenti su osposobljeni da samostalno formiraju kinematski i dinamički model redundantnog robotskog sistema. Zatim, da na osnovu karakteristika samog sistema, tipa zadatka i specifikacije zahteva po pitanju dinamičkih performansi ponašanja, izaberu odgovarajuće algoritme za rešavanje inverzne kinematike i dinamike, kao i da izvrše sintezu odgovarajućeg tipa kontrolera. Studenti su naučili da samostalno implementiraju i izvrše simulaciju dinamike čitavog sistema u zatvorenoj sprezi u nekom od programskih paketa za simulaciju (MATLAB, Gazeebo, …).
Sadržaj:
1) Kinematika redundantnih manipulatora – Analitički Jakobijan; Kinematski i reprezentacioni singulariteti; Pojam redundanse; Elipsoid manipulabilnosti i sile; Opseg i nul-prostor Jakobijana; Kineto-statička dualnost; Inverzna kinematika redundantnih manipulatora; Pseudo-inverzni Jakobijan; Regularizacija u prisustvu singulariteta; Prioritizacija zadataka u nul-prosotru Jakobijana; Algoritamsko rešavanje inverzne kinematike. 2) Dinamika redundatnih manipulatora – Jednačina dinamike u operacionom prostoru; Inverzna dinamika redundantnih manipulatora; Dinamički-konzistentan pseudo-inverzni Jakobijan; Rešenje redundanse na kinematskom i dinamičkom nivou. 3) Pojam stabilnosti kod nelinearnih sistema – Ravnotežna tačka; Autonomni i neautonomni procesi; Stabilnost u smislu Ljapunova; Asimptotska i eksponencijalna stabilnost; Prvi metod Ljapunova; Direktni metod Ljapunova; Metod Krasovskog; La Saleov princip, Barbalatova lema. 4) Upravljanje kretanjem robota – Decentralizovano upravljanje; Upravljanje zasnovano na modelu; Sinteza kontrolera Direktnim metodom Ljapunova; PD regulator sa gravitacionom kompenzacijom; Nominalno upravljanje; Linearizacija u povratnoj sprezi, Computed-torque control, Inverse-dynamics control, Upravljanje kliznim površima (Sliding mode); Upravljanje u operacionom prostoru zasnovano na transponovanom i inverznom Jakobijanu. 5) Upravljanje fizičkom interakcijom – Direktno i indirektno upravljanje kontaktnom silom; Impedansno upravljanje u prostoru zglobova i operacionom prostoru; Upravljanje silom; Prirodna i veštačka ograničenja; Hibridno upravljanje silom/pozicijom; Paralelno upravljanje silom/pozicijom, Paralelno upravljanje silom/brzinom.
Metodologija izvođenja nastave:
Nastava se odvija kroz predavanja i vežbe. Tokom vežbe studenti su obavezni da urade praktični projekat. Tokom vežbi i projekta studenti u simulacionom okružnju prolaze kroz različite primere rada sa redudantnim manipulatorima i problemima iz domena fizičke interakcije čoveka i robota koji objašnjavaju upotrebu algoritama i iz domena veštačke inteligencije i mašinskog učenja za rešavanje praktičnih zadataka.
Literatura:
| Autori | Naziv | Godina | Izdavač | Jezik |
|---|---|---|---|---|
| 1991 | Engleski | |||
| 2016 | Engleski | |||
| 2005 | Engleski | |||
| 1991 | Engleski | |||
| 2000 | Engleski |
Formiranje ocene:
| Predmetna aktivnost | Predispitna | Obavezna | Broj poena |
|---|---|---|---|
| Projektni zadatak | Da | Da | 50.00 |
| Domaći zadatak | Da | Da | 10.00 |
| Praktični deo ispita - zadaci | Ne | Da | 40.00 |
Izvođači nastave:
doc. dr Savić Srđan
Docent
Predavanja
Asistent Berisavljević Tanja
Asistent
Računarske vežbe
Asistent Čilag Andrej
Asistent
Računarske vežbe
vanr. prof. dr Nikolić Milutin
Vanredni profesor
