Haptični in sodelujoči roboti

Opis predmeta

UVOD:

definicija, značilnosti in uporaba haptičnih in sodelujočih robotov

HAPTIČNI ROBOTI:

človeški faktor, haptični roboti (kinestetični in taktilni vmesniki, kinematika, dinamika); haptično zaznavanje, modeliranje in prikazovanje dotika (merjenje dotika v realnih ter zaznavanje dotika v navideznih okoljih, dinamika dotika), vodenje in analiza stabilnosti haptičnih robotov (impedančno in admitančno vodenje), teleoperacija.

SODELUJOČI ROBOTI:

zgradba robota (kinematika, dinamika, senzorji), vodenje robotov, načini sodelovanja robota in človeka, uporaba robotov s primeri aplikacij, specifične metode učenja sodelujočih robotov, varnost in standardi.

INDUSTRIJA 4.0:

koncept industrije 4.0, kibernetsko-fizični sistemi, digitalni dvojčki, uporaba sodelujočih robotov.

Predmet učimo na programih

Elektrotehnika 2. stopnja

Cilji in kompetence

Predmet obravnava sodobne koncepte robotike, kjer robot sodeluje s človekom (z neposredno fizično interakcijo ali delovanjem v skupnem okolju). Analizira fizikalne osnove, tehnološke izzive ter možnosti in omejitve pri gradnji haptičnih in sodelujočih robotov. Poudarek je na konceptih potrebnih za razumevanje človekovih odzivov na sintetično generirane haptične dražljaje (kinestetične in taktilne informacije). Pridobljeno znanje o haptičnih interakcijah v navideznih okoljih je razširjeno na teleoperacijske sisteme. Na področju sodelujočih robotov je poudarek na uporabi robotov za namen prilagodljive avtomatizacije v kontekstu industrije 4.0.

Praktična znanja študenti pridobijo v laboratoriju ob izvajanju interdisciplinarnih skupinskih projektov.

Metode poučevanja in učenja

Študenti imajo na voljo učbenik. Na predavanjih je poudarek na teoretičnih osnovah ter primerih uporabe haptičnih in sodelujočih robotov. Zaradi specifičnosti predmeta, se del predavanj izvaja s pomočjo multimedijskih predstavitev. Najnovejši dosežki s področja haptičnih in sodelujočih robotov so predstavljeni v "video predavanjih". Praktične vaje potekajo v laboratoriju, ki je opremljen z večjim številom sodobnih haptičnih in sodelujočih robotov. Študentje delajo v interdisciplinarnih projektnih skupinah, kjer se posamezen študent ukvarja z določenim problemom interakcije človek-robot.

Predvideni študijski rezultati

Po uspešno opravljenem modulu naj bi bili študenti zmožni:

– razviti rešitve, ki zahtevajo fizični kontakt in sodelovanje med robotom in človekom, vključno s teleoperacijskimi sistemi,

– izbirati ustrezno metodo učenje robota ter rešitev za zagotavljanje varnosti operaterja,

– konstruirati mehanizem haptičnega oziroma sodelujočega robota,

– sintetizirati vodenje robota,

– analizirati stabilnost robota v stiku s človekom,

– uporabiti haptične in sodelujoče robote v različnih aplikacijah,

– razvijati rešitve za koncept industrije 4.0.

Temeljni viri in literatura

Mihelj, Matjaž, Haptični roboti, Založba FE in FRI, 2007.
MIHELJ, Matjaž, PODOBNIK, Janez. Haptics for virtual reality and teleoperation, Springer, 2012.
Izbor znanstvenih in strokovnih člankov, standardov ter drugih vsebin iz področja sodelujočih robotov.