Онлайн-курс – сертифицированная профессиональная специализация «Современная робототехника: механика, планирование и управление» Северо-Западного университета.

Мета-описание: исследование наиболее важных концепций современной робототехники, включая кинематику, динамику, планирование движения и управление мобильными роботами и роботизированными руками.

Suggested by: Coursera (What is Coursera?)

Professional Certificate

Средний уровень

No prior knowledge required

Time to complete the course

7-day free trial

No unnecessary risks

Skills you will acquire in the course

  • коммуникативные навыки
  • решение проблем
  • критическое мышление
  • работа в команде
  • Чувство ответственности
  • тайм-менеджмент
  • Аналитическая мысль
  • креативность
  • навыки письма
  • Технологическое понимание

What you will learn in the course

Courses for which the course is suitable

  • Инженер робототехники
  • Разработчик программного обеспечения для роботов
  • Инженер по планированию дорожного движения
  • Разработчик симуляторов роботов
  • инженер по контролю
  • Разработчик программного обеспечения для промышленных манипуляторов
  • Инженер мобильных систем

Фокус — серия курсов из 6 частей

  • Этот фокус обеспечивает углубленное рассмотрение космического движения и динамики твердых тел с использованием представлений современной теории подшипников и формулы умножения степеней.
  • Студенты-инженеры первого курса быстро научатся применять эти инструменты для анализа, проектирования и управления движением роботов.
  • Понимание учащимися математики робототехники будет укрепляться путем написания программного обеспечения для роботов.
  • Студенты будут тестировать свое программное обеспечение на бесплатном современном симуляторе роботов, который позволяет каждому студенту получить подлинный опыт программирования роботов с использованием промышленных манипуляторов и мобильных роботов без покупки дорогостоящего оборудования.
  • Настоятельно рекомендуется проходить курсы 1-6 направления по порядку, так как материал строится друг на друге.

Прикладной учебный проект

  • В своих проектах учащиеся используют бесплатное программное обеспечение, написанное на разных языках, что позволяет каждому учащемуся выбрать предпочитаемый язык.
  • В число проектов входят:
    • Написание симулятора роботизированной руки.
    • Написание планировщика движений для робота.
    • Написание программного обеспечения для планирования траектории и управления с обратной связью мобильного манипулятора, состоящего из мобильного робота с колесами и роботизированной руки.
  • Все программное обеспечение тестируется на симуляторе робота.

Details of the courses that make up the specialization

Современная робототехника. Курс 1: Основы движения роботов

  • Курс 1
  • 24 часа
  • 4,7 (963 оценки)

Детали курса

чему ты научишься
  • Хотите знать, как работают роботы?
  • Интересуетесь робототехникой как профессией?
  • Готовы ли вы вложить усилия в изучение основных методов математического моделирования, которые используются во всех областях робототехники?

Если да, то вам может подойти специализация «Современная робототехника: механика, планирование и управление». Стажировка, состоящая из шести краткосрочных курсов, является серьезной подготовкой для серьезных студентов, которые надеются работать в области робототехники или пройти повышение квалификации. Это не образец.

В курсе 1 специализации «Основы движения роботов» вы изучите базовый материал о конфигурациях роботов, как для серийной робототехники, так и для роботов с замкнутыми цепями. Вы узнаете о конфигурационном пространстве (C-пространстве), степенях свободы, топологии C-пространства, явных и неявных представлениях конфигураций, а также голономных и неголономных ограничениях. Вы также научитесь представлять пространственные скорости и силы в виде смерчей и вихрей. Этот материал лежит в основе изучения всего, что движется (например, роботов).

Этот курс основан на книге «Современная робототехника: механика, проектирование и управление» (Линч и Парк, Cambridge University Press, 2017). Вы можете приобрести книгу или использовать бесплатный PDF-файл. Создайте библиотеку программного обеспечения для робототехники на языке программирования по вашему выбору (будь то Python, Math или MATLAB) и используйте бесплатный симулятор робота V-REP, который позволяет вам работать с первоклассными роботами, не выходя из дома и без финансовых затрат. инвестиции.

Современная робототехника. Курс 2: Кинематика роботов

  • Курс 2
  • 18 часов
  • 4,9 (287 оценок)

Детали курса

чему ты научишься
  • Хотите знать, как работают роботы?
  • Интересуетесь робототехникой как профессией?
  • Готовы ли вы вложить усилия в изучение основных методов математического моделирования, которые используются во всех областях робототехники?

Если да, то вам может подойти специализация «Современная робототехника: механика, планирование и управление». Стажировка, состоящая из шести краткосрочных курсов, является серьезной подготовкой для серьезных студентов, которые надеются работать в области робототехники или пройти повышение квалификации. Это не образец.

На курсе 2 специализации «Кинематика роботов» вы научитесь решать переднюю кинематику (расчет конфигурации «руки» робота на основе значений шарниров) по формуле показательного умножения. Ваши усилия в Курсе 1 окупятся, поскольку кинематика передней части легко выполняется с помощью инструментов, которые вы изучили. Затем вы узнаете о кинематике скоростей и статике, связанных со скоростями и силами/моментами шарниров для твистеров и ключей концевого исполнительного механизма, инверсной кинематике (расчет значений шарниров для достижения желаемой конфигурации «руки»), и кинематика роботов с замкнутыми цепями.

Этот курс основан на книге «Современная робототехника: механика, проектирование и управление» (Линч и Парк, Cambridge University Press, 2017). Вы можете приобрести книгу или использовать бесплатный PDF-файл. Создайте библиотеку программного обеспечения для робототехники на языке программирования по вашему выбору (будь то Python, Math или MATLAB) и используйте бесплатный симулятор робота V-REP, который позволяет вам работать с первоклассными роботами, не выходя из дома и без финансовых затрат. инвестиции.

Современная робототехника, курс 3: Динамика роботов

  • Курс 3
  • 21 час
  • 4,7 (162 оценки)

Детали курса

чему ты научишься
  • Хотите знать, как работают роботы?
  • Интересуетесь робототехникой как профессией?
  • Готовы ли вы вложить усилия в изучение основных методов математического моделирования, которые используются во всех областях робототехники?

Если да, то вам может подойти специализация «Современная робототехника: механика, планирование и управление». Стажировка, состоящая из шести краткосрочных курсов, является серьезной подготовкой для серьезных студентов, которые надеются работать в области робототехники или пройти повышение квалификации. Это не образец.

На курсе 3 специализации «Динамика роботов» вы освоите эффективные численные алгоритмы прямой динамики (расчет ускорения робота на основе конфигурации, скорости, а также сил и моментов суставов) и обратной динамики (расчет необходимых сил). и моменты суставов в зависимости от конфигурации, скорости и ускорения робота). Первый полезен для моделирования, а второй — для управления роботами. Вы также научитесь планировать траектории движения роботов с учетом динамических ограничений.

Этот курс основан на книге «Современная робототехника: механика, проектирование и управление» (Линч и Парк, Cambridge University Press, 2017). Вы можете приобрести книгу или использовать бесплатный PDF-файл. Создайте библиотеку программного обеспечения для робототехники на языке программирования по вашему выбору (будь то Python, Math или MATLAB) и используйте бесплатный симулятор робота V-REP, который позволяет вам работать с первоклассными роботами, не выходя из дома и без финансовых затрат. инвестиции.

Современная робототехника, курс 4: планирование и управление движением робота

  • Курс 4
  • 31 час
  • 4,9 (110 оценок)

Детали курса

чему ты научишься
  • Хотите знать, как работают роботы?
  • Интересуетесь робототехникой как профессией?
  • Готовы ли вы вложить усилия в изучение основных методов математического моделирования, которые используются во всех областях робототехники?

Если да, то вам может подойти специализация «Современная робототехника: механика, планирование и управление». Стажировка, состоящая из шести краткосрочных курсов, представляет собой серьезную подготовку для серьезных студентов, которые надеются работать в области робототехники или пройти углубленное обучение. Это не образец.

На курсе 4 специализации «Планирование и управление движением робота» вы изучите ключевые концепции создания движения робота: планирование движения робота при наличии препятствий и управление обратной связью в реальном времени для отслеживания запланированного движения. Глава 10 «Планирование движения» учебника «Современная робототехника» охватывает фундаментальный материал, такой как препятствия в C-пространстве, графы и деревья, а также поиск по графам, а также классические и современные методы планирования движения, такие как сетевое планирование движения, планировщики случайной выборки. и виртуальные потенциальные поля. Глава 11 «Управление роботом» посвящена управлению движением, управлению силой и гибридному управлению движением и силой.

Этот курс основан на книге «Современная робототехника: механика, проектирование и управление» (Линч и Парк, Cambridge University Press, 2017). Вы можете приобрести книгу или использовать бесплатный PDF-файл. Создайте библиотеку программного обеспечения для робототехники на языке программирования по вашему выбору (будь то Python, Math или MATLAB) и используйте бесплатный симулятор робота V-REP, который позволяет вам работать с первоклассными роботами, не выходя из дома и без финансовых затрат. инвестиции.

Современная робототехника, курс 5: Манипулирование роботами и колесные мобильные роботы

  • Курс 5
  • 35 часов
  • 4,7 (82 оценки)

Детали курса

чему ты научишься
  • Хотите знать, как работают роботы?
  • Интересуетесь робототехникой как профессией?
  • Готовы ли вы вложить усилия в изучение основных методов математического моделирования, которые используются во всех областях робототехники?

Если да, то вам может подойти специализация «Современная робототехника: механика, планирование и управление». Стажировка, состоящая из шести краткосрочных курсов, представляет собой серьезную подготовку для серьезных студентов, которые надеются работать в области робототехники или пройти повышение квалификации. Это не образец.

На курсе 5 специализации «Манипулирование роботами и мобильными роботами с колесами» мы углубимся в сложные темы робототехники. Глава 12 «Восприятие и манипулирование» учебника «Современная робототехника» описывает модель кинематики и сил между контактирующими твердыми телами и применяет эту модель к анализу и проектированию восприятия робота и другим задачам манипулирования. Глава 13 «Колесные мобильные роботы» посвящена моделированию, планированию движения и управлению с обратной связью колесными мобильными роботами и завершается рассмотрением управления мобильными манипуляторами, состоящими из колесной мобильной базы и роботизированной руки.

Этот курс основан на книге «Современная робототехника: механика, проектирование и управление» (Линч и Парк, Cambridge University Press, 2017). Вы можете приобрести книгу или использовать бесплатный PDF-файл. Создайте библиотеку программного обеспечения для робототехники на языке программирования по вашему выбору (будь то Python, Math или MATLAB) и используйте бесплатный симулятор робота V-REP, который позволяет вам работать с первоклассными роботами, не выходя из дома и без финансовых затрат. инвестиции.

Современная робототехника, курс 6: итоговый проект, мобильное манипулирование

  • Курс 6
  • 20 часов
  • 4,9 (52 оценки)

Детали курса

чему ты научишься

Итоговый проект специализации по современной робототехнике посвящен мобильным манипуляциям: одновременному управлению движением колесной мобильной базы и роботизированной руки для выполнения манипуляционной задачи. Этот проект объединяет несколько тем из стажировки, включая планирование траектории, одометрию мобильных роботов и управление с обратной связью. Начиная с предоставленной вам современной библиотеки программного обеспечения для робототехники (написанной на языках Python, математики и MATLAB) и программного обеспечения, написанного вами для предыдущих курсов, вы разработаете программное обеспечение для планирования и управления движением мобильного манипулятора для выполнения подъема и опускания. задача. Проверьте свое программное обеспечение на KUKA youBot — мобильном манипуляторе, состоящем из мобильной базы с колесами Micnum, роботизированной руки с 5 суставами и рукоятки. Для моделирования миссии будет использоваться усовершенствованный и бесплатный симулятор V-REP.