دورة عبر الإنترنت – التخصص المهني المعتمد في الروبوتات الحديثة: الميكانيكا والتخطيط والتحكم من جامعة نورث وسترن

الوصف التعريفي: دراسة أهم المفاهيم في مجال الروبوتات الحديثة، بما في ذلك الكينماتيكا والديناميكية وتخطيط الحركة والتحكم في الروبوتات المتحركة والأذرع الآلية.

Suggested by: Coursera (What is Coursera?)

Professional Certificate

المستوى المتوسط

No prior knowledge required

Time to complete the course

7-day free trial

No unnecessary risks

Skills you will acquire in the course

  • مهارات الاتصال
  • حل المشكلة
  • التفكير النقدي
  • العمل الجماعي
  • الشعور بالمسؤولية
  • إدارة الوقت
  • الفكر التحليلي
  • إِبداع
  • مهارات الكتابة
  • الفهم التكنولوجي

What you will learn in the course

Courses for which the course is suitable

  • مهندس الروبوتات
  • مطور برامج للروبوتات
  • مهندس تخطيط المرور
  • مطور محاكيات للروبوتات
  • مهندس التحكم
  • مطور برمجيات للمتلاعبين الصناعيين
  • مهندس أنظمة الهاتف المحمول

التركيز – سلسلة دورات مكونة من 6 أجزاء

  • يوفر هذا التركيز معالجة متعمقة لحركة الفضاء وديناميكيات الأجسام الصلبة، باستخدام تمثيلات من النظرية الحديثة للمحامل وصيغة ضرب القوى.
  • سوف يتعلم طلاب الهندسة في السنة الأولى بسرعة كيفية تطبيق هذه الأدوات على تحليل حركة الروبوت وتصميمها والتحكم فيها.
  • سيتم تعزيز فهم الطلاب لرياضيات الروبوتات من خلال كتابة برامج للروبوتات.
  • سيقوم الطلاب باختبار برامجهم على جهاز محاكاة روبوت مجاني ومتطور، والذي يسمح لكل طالب بالحصول على تجربة برمجة روبوتية أصيلة مع المناورات الصناعية والروبوتات المتنقلة، دون شراء أجهزة باهظة الثمن.
  • يوصى بشدة بأخذ الدورات من 1 إلى 6 من التركيز بالترتيب، حيث أن المواد تعتمد على بعضها البعض.

مشروع التعلم التطبيقي

  • في المشاريع، يعتمد الطلاب على البرامج المجانية المقدمة، المكتوبة بلغات مختلفة، مما يسمح لكل طالب باختيار لغته المفضلة.
  • وتشمل المشاريع:
    • كتابة محاكاة للذراع الروبوتية.
    • كتابة مخطط الحركة للروبوت.
    • كتابة برنامج لتخطيط المسار والتحكم في ردود الفعل لمناول متحرك يتكون من روبوت متحرك بعجلات وذراع آلية.
  • يتم اختبار جميع البرامج على جهاز محاكاة الروبوت.

Details of the courses that make up the specialization

الروبوتات الحديثة، الدورة 1: أساسيات حركة الروبوت

  • الدورة 1
  • 24 ساعة
  • 4.7 (963 تقييمًا)

تفاصيل الدورة

ماذا ستتعلم
  • هل تريد أن تعرف كيف تعمل الروبوتات؟
  • هل أنت مهتم بالروبوتات كمهنة؟
  • هل أنت على استعداد لاستثمار الجهد في تعلم تقنيات النمذجة الرياضية الأساسية المستخدمة في جميع المجالات الفرعية للروبوتات؟

إذا كان الأمر كذلك، فإن التخصص “الروبوتات الحديثة: الميكانيكا والتخطيط والتحكم” قد يناسبك. يعد التدريب، الذي يتكون من ستة دورات قصيرة، إعدادًا جادًا للطلاب الجادين الذين يأملون في العمل في مجال الروبوتات أو إجراء دراسات متقدمة. هذه ليست عينة.

في الدورة الأولى من التخصص، أساسيات حركة الروبوت، ستتعلم المواد الأساسية حول تكوينات الروبوت، سواء بالنسبة لميكانيكا الروبوت التسلسلية أو للروبوتات ذات السلاسل المغلقة. سوف تتعلم عن مساحة التكوين (C-space)، ودرجات الحرية، وطوبولوجيا C-space، والتمثيلات الصريحة والضمنية للتكوينات، والقيود الشمولية وغير الشمولية. سوف تتعلم أيضًا كيفية تمثيل السرعات والقوى المكانية على شكل أعاصير ودوامات. تقع هذه المادة في قلب دراسة أي شيء يتحرك (على سبيل المثال، الروبوتات).

تعتمد هذه الدورة على كتاب “الروبوتات الحديثة: الميكانيكا والتصميم والتحكم” (لينش وبارك، مطبعة جامعة كامبريدج 2017). يمكنك شراء الكتاب أو استخدام ملف PDF مجاني. قم ببناء مكتبة برامج الروبوتات بلغة البرمجة التي تختارها (سواء Python أو math أو MATLAB) واستخدم محاكي الروبوت V-REP المجاني، والذي يسمح لك بالعمل مع روبوتات من الدرجة الأولى في راحة منزلك وبدون أموال استثمار.

الروبوتات الحديثة، الدورة 2: حركيات الروبوتات

  • الدورة 2
  • 18 ساعة
  • 4.9 (287 تقييمًا)

تفاصيل الدورة

ماذا ستتعلم
  • هل تريد أن تعرف كيف تعمل الروبوتات؟
  • هل أنت مهتم بالروبوتات كمهنة؟
  • هل أنت على استعداد لاستثمار الجهد في تعلم تقنيات النمذجة الرياضية الأساسية المستخدمة في جميع المجالات الفرعية للروبوتات؟

إذا كان الأمر كذلك، فإن التخصص “الروبوتات الحديثة: الميكانيكا والتخطيط والتحكم” قد يناسبك. يعد التدريب، الذي يتكون من ستة دورات قصيرة، إعدادًا جادًا للطلاب الجادين الذين يأملون في العمل في مجال الروبوتات أو إجراء دراسات متقدمة. هذه ليست عينة.

في الدورة الثانية من التخصص، حركيات الروبوتات، ستتعلم حل الحركية الأمامية (حساب تكوين “يد” الروبوت بناءً على القيم المشتركة) باستخدام صيغة الضرب الأسي. إن مجهودك في الدورة التدريبية 1 سيؤتي ثماره، حيث إن الحركية الأمامية سهلة باستخدام الأدوات التي تعلمتها. ستتعرف بعد ذلك على حركيات السرعات والإحصائيات المتعلقة بالسرعات والقوى/العزوم للمفاصل للأعاصير ومفاتيح المستجيب النهائي، والحركيات العكسية (حساب قيم المفاصل لتحقيق التكوين المطلوب لـ “اليد”)، وحركيات الروبوتات ذات السلاسل المغلقة.

تعتمد هذه الدورة على كتاب “الروبوتات الحديثة: الميكانيكا والتصميم والتحكم” (لينش وبارك، مطبعة جامعة كامبريدج 2017). يمكنك شراء الكتاب أو استخدام ملف PDF مجاني. قم ببناء مكتبة برامج الروبوتات بلغة البرمجة التي تختارها (سواء Python أو math أو MATLAB) واستخدم محاكي الروبوت V-REP المجاني، والذي يسمح لك بالعمل مع روبوتات من الدرجة الأولى في راحة منزلك وبدون أموال استثمار.

الروبوتات الحديثة، الدورة 3: ديناميكيات الروبوت

  • الدورة 3
  • 21 ساعة
  • 4.7 (162 تقييمًا)

تفاصيل الدورة

ماذا ستتعلم
  • هل تريد أن تعرف كيف تعمل الروبوتات؟
  • هل أنت مهتم بالروبوتات كمهنة؟
  • هل أنت على استعداد لاستثمار الجهد في تعلم تقنيات النمذجة الرياضية الأساسية المستخدمة في جميع المجالات الفرعية للروبوتات؟

إذا كان الأمر كذلك، فإن التخصص “الروبوتات الحديثة: الميكانيكا والتخطيط والتحكم” قد يناسبك. يعد التدريب، الذي يتكون من ستة دورات قصيرة، إعدادًا جادًا للطلاب الجادين الذين يأملون في العمل في مجال الروبوتات أو إجراء دراسات متقدمة. هذه ليست عينة.

ستتعلم في الدورة الثالثة من تخصص ديناميكيات الروبوتات خوارزميات عددية فعالة للديناميكيات الأمامية (حساب تسارع الروبوت بناءً على تكوين وسرعة وقوى وعزوم المفاصل) والديناميكيات العكسية (حساب القوى المطلوبة وعزوم المفاصل بناءً على تكوين الروبوت وسرعته وتسارعه). الأول مفيد للمحاكاة، والثاني مفيد للتحكم في الروبوتات. سوف تتعلم أيضًا كيفية تخطيط مسارات الروبوت في ظل قيود ديناميكية.

تعتمد هذه الدورة على كتاب “الروبوتات الحديثة: الميكانيكا والتصميم والتحكم” (لينش وبارك، مطبعة جامعة كامبريدج 2017). يمكنك شراء الكتاب أو استخدام ملف PDF مجاني. قم ببناء مكتبة برامج الروبوتات بلغة البرمجة التي تختارها (سواء Python أو math أو MATLAB) واستخدم محاكي الروبوت V-REP المجاني، والذي يسمح لك بالعمل مع روبوتات من الدرجة الأولى في راحة منزلك وبدون أموال استثمار.

الروبوتات الحديثة، الدورة الرابعة: التخطيط والتحكم في حركة الروبوت

  • الدورة 4
  • 31 ساعة
  • 4.9 (110 التقييمات)

تفاصيل الدورة

ماذا ستتعلم
  • هل تريد أن تعرف كيف تعمل الروبوتات؟
  • هل أنت مهتم بالروبوتات كمهنة؟
  • هل أنت على استعداد لاستثمار الجهد في تعلم تقنيات النمذجة الرياضية الأساسية المستخدمة في جميع المجالات الفرعية للروبوتات؟

إذا كان الأمر كذلك، فإن التخصص “الروبوتات الحديثة: الميكانيكا والتخطيط والتحكم” قد يناسبك. يعد التدريب، الذي يتكون من ستة دورات قصيرة، إعدادًا جادًا للطلاب الجادين الذين يأملون في العمل في مجال الروبوتات أو إجراء دراسات متقدمة. هذه ليست عينة.

ستتعلم في الدورة الرابعة من تخصص التخطيط والتحكم في حركة الروبوت المفاهيم الأساسية في إنتاج حركة الروبوت: تخطيط الحركة للروبوت في ظل وجود عوائق، والتحكم في التغذية الراجعة في الوقت الفعلي لمتابعة الحركة المخططة. يغطي الفصل العاشر، تخطيط الحركة، من كتاب الروبوتات الحديثة المواد الأساسية مثل عوائق الفضاء C والرسوم البيانية والأشجار والبحث في الرسوم البيانية، بالإضافة إلى تقنيات تخطيط الحركة الكلاسيكية والحديثة، مثل تخطيط الحركة القائم على الشبكة ومخططات أخذ العينات العشوائية ، والمجالات المحتملة الافتراضية. الفصل 11، التحكم في الروبوت، يغطي التحكم في الحركة، والتحكم في القوة، والحركة الهجينة والتحكم في القوة.

تعتمد هذه الدورة على كتاب “الروبوتات الحديثة: الميكانيكا والتصميم والتحكم” (لينش وبارك، مطبعة جامعة كامبريدج 2017). يمكنك شراء الكتاب أو استخدام ملف PDF مجاني. قم ببناء مكتبة برامج الروبوتات بلغة البرمجة التي تختارها (سواء Python أو math أو MATLAB) واستخدم محاكي الروبوت V-REP المجاني، والذي يسمح لك بالعمل مع روبوتات من الدرجة الأولى في راحة منزلك وبدون أموال استثمار.

الروبوتات الحديثة، الدورة 5: التعامل مع الروبوت والروبوتات المتنقلة ذات العجلات

  • الدورة 5
  • 35 ساعة
  • 4.7 (82 تقييمًا)

تفاصيل الدورة

ماذا ستتعلم
  • هل تريد أن تعرف كيف تعمل الروبوتات؟
  • هل أنت مهتم بالروبوتات كمهنة؟
  • هل أنت على استعداد لاستثمار الجهد في تعلم تقنيات النمذجة الرياضية الأساسية المستخدمة في جميع المجالات الفرعية للروبوتات؟

إذا كان الأمر كذلك، فإن التخصص “الروبوتات الحديثة: الميكانيكا والتخطيط والتحكم” قد يناسبك. يعد التخصص، الذي يتكون من ستة دورات قصيرة، إعدادًا جادًا للطلاب الجادين الذين يأملون في العمل في مجال الروبوتات أو إجراء دراسات متقدمة. هذه ليست عينة.

في الدورة الخامسة من تخصص التلاعب بالروبوتات والروبوتات المتحركة ذات العجلات، سنتعمق في المواضيع المتقدمة في علم الروبوتات. يغطي الفصل 12، الإدراك والتلاعب، من كتاب الروبوتات الحديثة نموذج الحركية والقوى بين الأجسام الصلبة المتلامسة، ويطبق النموذج على تحليل وتصميم إدراك الروبوت ومهام التلاعب الأخرى. يغطي الفصل 13، الروبوتات المتنقلة ذات العجلات، النمذجة وتخطيط الحركة والتحكم في ردود الفعل للروبوتات المتنقلة ذات العجلات، ويختتم بمعالجة التحكم في المناورات المتنقلة التي تتكون من قاعدة متحركة ذات عجلات وذراع آلية.

تعتمد هذه الدورة على كتاب “الروبوتات الحديثة: الميكانيكا والتصميم والتحكم” (لينش وبارك، مطبعة جامعة كامبريدج 2017). يمكنك شراء الكتاب أو استخدام ملف PDF مجاني. قم ببناء مكتبة برامج الروبوتات بلغة البرمجة التي تختارها (سواء Python أو math أو MATLAB) واستخدم محاكي الروبوت V-REP المجاني، والذي يسمح لك بالعمل مع روبوتات من الدرجة الأولى في راحة منزلك وبدون أموال استثمار.

الروبوتات الحديثة، الدورة 6: المشروع النهائي، التعامل مع الأجهزة المحمولة

  • الدورة 6
  • 20 ساعة
  • 4.9 (52 تقييمًا)

تفاصيل الدورة

ماذا ستتعلم

يتناول المشروع النهائي للتخصص في الروبوتات الحديثة التلاعب بالأجهزة المحمولة: التحكم المتزامن في حركة قاعدة متحركة ذات عجلات ويد آلية لتحقيق مهمة التلاعب. يجمع هذا المشروع بين عدة مواضيع من التخصص، بما في ذلك تخطيط المسار، وقياس المسافات للروبوتات المتنقلة، والتحكم في ردود الفعل. بدءًا من مكتبة برامج الروبوتات الحديثة المقدمة لك (المكتوبة بلغة Python والرياضيات وMATLAB)، ومع البرنامج الذي كتبته للدورات السابقة، ستقوم بتطوير برنامج للتخطيط والتحكم في حركة المناول المحمول لإجراء عملية الرفع والخفض مهمة. اختبر برنامجك على KUKA youBot، وهو مناور متنقل يتكون من قاعدة متحركة بعجلات Micnum، ويد آلية ذات 5 مفاصل، وقبضة. سيتم استخدام جهاز محاكاة V-REP المتقدم والمجاني لمحاكاة المهمة.