F7DTAAT - Autonomní asistivní technologie

Předmět se zabývá elementární strukturou robotů, zejména mobilních, a jejich potenciálním využitím v autonomních asistivních a rehabilitačních úlohách. Kurs zahrnuje principy řešení typických úloh, které umožňují realizaci a řízení autonomního chování robotů. Budou představeny postupy pořizování a zpracování senzorických dat s cílem řešit generickou úlohu autonomní navigace robotu. Kurs adresuje postupy strojového vnímání realistických prostředí k vytváření interních modelů světa, určování pozice robotu, využití postupů simultální lokalizace a mapování a zpracování neurčitosti. Demonstrovány budou též techniky plánování trajektorie robotu.

Předmět je zakončen shrnující ustní zkouškou z teoretické části.

Standardně probíhá výuka kontaktní formou a předmět má přednášky a projektově orientovaná cvičení. V případě, že počet studentů je menší než 5, může výuka probíhat v podobě řízeného samostudia s pravidelnými konzultacemi. V tom případě je kromě zkoušky navíc požadováno vypracování písemné studie studentem na zadané téma.

Přednášená témata zahrnují:

1.Úvod, robotika v asistivních technologiích a rehabilitaci, architektury řídicích systémů

2.Senzory pro mobilní robotiku: kamera, dálkoměr, odometrie a úvod do předzpracování dat

3.Datová fúze, reprezentace znalosti a principy stavby modelů prostředí a jejich vlastnosti

4.Spolehlivostní mřížky, geometrické mapy, topologické mapy, symbolické modely

5.Modely prostředí založené na vtělených vlastnostech prostředí, robustní obrazové příznaky

6.Kinematika robotu a principy řízení

7.Konfigurační prostor a plánování

8.Plánování trajektorie - poteciálové pole, Dijsktra, D*, BUG

9.Plánování za neurčitosti, pravděpodobnostní metody plánování

10.Redukce výpočetní složitosti plánování, hierarchické postupy, řízení trajektorie

11.Taxonomie úlohy lokalizace. Metody kontinuální lokalizace.

12.Simultální lokalizace a mapování neznámého prostředí

13.Navigace robotu v lidsky-orientovaném protředí, globální lokalizace robotu ve známém prostředí

14.Problematika interakce člověk-robot, formy a omezení

Cvičení budou řešena formou praktických projektů, v nichž si studenti ověří znalosti získané v přednáškách.

Předmět se zabývá elementární strukturou robotů, zejména mobilních, a jejich potenciálním využitím v autonomních asistivních a rehabilitačních úlohách.

Thrun S., Burgard W., and Fox D.: Probabilistic Robotics. MIT Press, Cambridge, MA, 2005. ISBN-13: 978-0262201629

Kelly A.: Mobile Robotics: Mathematics, Models, and Methods. Cambridge University Press, 2013. ISBN-13: 978-1107031159

Borenstein, J., Everett, B., and Feng, L.: Navigating Mobile Robots: Systems and Techniques. A. K. Peters, Ltd., Wellesley, MA, 1996. ISBN 1-56881-058-X.

Dudek, G., Jenkin, M.: Computation Principles of Mobile Robotics, Cambridge University Press, 2000. ISBN 0521560217.