کارگاه رباتیک
Robotics Workshop
| مقطع: کارشناسی | گرایش: |
| نوع درس: عملی | تعداد واحد: ۱ |
| پیش‌نیاز: – | هم‌نیاز: – |
هدف کلی
هدف اصلی درس کارگاه ساخت ربات مجهز کردن دانشجویان به دانش عملی در حوزه ساخت و برنامه‌ریزی ربات‌های متحرک خودگردان با محوریت یکی از انواع ربات‌های متحرک زمینی و یا پهپادها است. در طول این درس، دانشجویان با استفاده از سیستم‌عامل رباتیک (ROS) و کیت‌های خانواده جتسون شرکت ان‌وی‌دیا، درگیر مباحث عملی و نظری مختلفی از جمله مدل‌سازی، سینماتیک، دینامیک، شبیه‌سازی، تخمین مکان و حرکت، برنامه‌ریزی حرکت و یادگیری ماشین در رباتیک خواهند شد. دوره با تأکید بر تلفیق بین مروری بر مباحث نظری و پروژه‌های عملی، به دانشجویان این امکان را می‌دهد تا مهارت‌های عملی در زمینه توسعه فناوری‌های پایه رباتیک را کسب کنند و آمادگی لازم جهت مواجهه با چالش‌های مختلف در حوزه مهندسی رباتیک را به دست آورند.
سرفصل‌ها
- مقدمه: بررسی ساختار کارگاه، معرفی رباتیک و انواع ربات‌ها، پروتکل‌های ایمنی در کارگاه
- ابزارهای توسعه و ساخت ربات: معرفی ROS و کیت توسعه NVidia Jetson، اجزاء ربات: حسگرها، عملگرها، مونتاژ اولیه ربات
- مدل‌سازی و سینماتیک: اصول مدل‌سازی ربات، سینماتیک، دینامیک و شبیه‌سازی، استفاده از شبیه‌ساز برای تجزیه و تحلیل رفتار ربات
- ادغام حسگر و بصری‌سازی داده: ادغام و پیکربندی حسگرها: دوربین‌های استریو، لیدار، INS، سونار و غیره، بصری‌سازی داده
- تخمین و موقعیت‌یابی: تکنیک‌های فیلتر کردن، RANSAC و روش‌های شناسایی مکان، اصول موقعیت‌یابی
- معرفی SLAM: اصول و کاربردها، پیاده‌سازی در ROS
- برنامه‌ریزی و ناوبری: الگوریتم‌های مسیریابی و ناوبری، پیاده‌سازی و آزمایش سیستم‌های ناوبری در محیط‌های شبیه‌سازی
- یادگیری ماشین در رباتیک: کاربردهای یادگیری ماشین در رباتیک، ادراک محیط با یادگیری عمیق، مقدمه‌ای بر یادگیری تقویتی
- توسعه هر یک از ماژول‌ها به‌صورت عملی بر روی ربات واقعی و یا در محیط شبیه‌سازی: مبتنی بر ربات متحرک زمینی و یا پهپاد
- راه اندازی کامل ماژول‌ها بر روی ربات و برگزاری مسابقه بین دانشجویان دوره
ارزیابی پیشنهادی
- تمرین‌ها و پروژه: ۷۰ درصد نمره
- آزمون‌های میان‌ترم و پایانی: ۲۰ درصد نمره
- گزارش کتبی: ۱۰ درصد نمره
منابع پیشنهادی
- J. Cacace and L. Joseph. Mastering ROS for Robotics Programming. 3rd Edition, Packt Publishing, 2021.