Opis predmeta
Vsebina predmeta je razdeljena v sledeče podsklope: 1) Osnove kinematike, dinamike in vodenja robotov, 2) Problem in načini interakcije robota s človekom; 3) Varnost interakcije z robotom; 4) Haptični roboti in teleoperacijski sistemi: kinematika, dinamika, zaznavanje dotika, modeliranje reakcijske sile, vodenje, navidezne omejitve; 5) Podajni roboti, robotski sistemi s pogoni s spremenljivo impedanco; 6) Medicinska robotika: kirurška robotika, robotsko podprta diagnostika, mikroroboti in nanoroboti v človeškem telesu; 7) Rehabilitacijska robotika: motorična rehabilitacija spodnjih in zgornjih okončin; 8) Robotske podporne tehnologije: eksoskeleti, robotske proteze in ortoze, mobilne robotske platforme; 9) Učenje robotov s posnemanjem človeških gibov; 10) Sodelovanje človeka in robota; 11) Sociološki vidiki interakcije z robotom.
Predmet učimo na programih
Elektrotehnika 2. stopnja
Cilji in kompetence
Obravnavati večmodalno interakcijo med človekom in robotom z namenom izboljšave človekovih sposobnosti, pomagati prizadetim osebam, izboljšave učinkovitosti in varnosti ter nadomeščanja človekovih okončin:
Analiza robotskih sistemov, ki so namenjeni za interakcijo s človekom ali z živo materijo nasploh. Roboti v interakciji s človekom lahko delujejo na različnih nivojih. Človeku omogočajo natančnejše, enostavnejše in varnejše izvajanja nalog (kirurška in diagnostična robotika), s haptičnimi roboti moremo simulirati interakcije, ki zahtevajo fizični dotik človeka z okoljem, roboti lahko delujejo kot ojačevalniki človekove sile (eksoskeletni roboti), nadomeščajo amputirane dele telesa (robotske proteze), znotraj človeškega telesa pa omogočajo natančno diagnostiko in doziranje zdravilnih učinkovin.
Metode poučevanja in učenja
Predavanja, laboratorijsko delo v manjših skupinah, reševanje kompleksnejše nalog vodenja robota, kombinacija skupnega in individualnega dela. Praktične vaje potekajo na večjem številu sodobnih haptičnih robotov, dodatno opremljenih s senzorji sil. Pri predmetu je posebna pozornost posvečena varnosti pri delu z roboti.
Predvideni študijski rezultati
Po uspešno opravljenem modulu naj bi bili študenti zmožni:
- obravnavati fizično, kognitivno in socialno interakcijo med človekom in robotom,
- načrtati mehanizme in vodenje robotskih manipulatorjev za stik s človekom,
- določiti varnostne zahteve za interakcijo robota s človekom,
- sintetizirati vodenje robota s posnemanjem gibanja človeka,
- zasnovati robota za socialno interakcijo s človekom,
- uporabiti robota v medicinskih, rehabilitacijskih, raziskovalnih in industriskih aplikacijah.
Temeljni viri in literatura
- MIHELJ, Matjaž, PODOBNIK, Janez. Haptics for virtual reality and teleoperation, Springer, 2012.
- ROSEN, Jacob, HANNAFORD, Blake, Satava, M. Richard, Surgical Robotics: Systems Applications and Visions, Springer, 2011
- PONS, L. Jose, Wearable Robots: Biomechatronic Exosksletons, John Wiley & Sons, 2008.
- DIETZ, Volker, NEF, Tobias, RYMER, W. Zev, Neurorehabilitation Technology, Springer, 2012
- BURDET, Etienne, FRANKLIN, W. David., MILNER, E. Theodore, Human Robotics: Neuromechanics and Motor Control, The MIT Press, 2013
- SICILIANO, Bruno, SCIAVICCO, Lorenzo, VILLANI, Luigi, ORIOLO, Giuseppe.: Robotics – Modelling, Planning and Control, Springer 2009.