Disciplina Curricular
Introdução à Robótica IRobo
Mestrado Bolonha em Engenharia Informática e de Computadores - Alameda - MEIC-A 2015
Contextos
Grupo: MEIC-A 2015 > 2º Ciclo > Agrupamentos > Robótica Inteligente
Período:
Peso
7.5 (para cálculo da média)
Objectivos
1. Reconhecer os principais módulos de um sistema robótico (perceção, navegação, tomada de decisão e execução de tarefas) e sua organização e interligação 2. Apresentar as principais técnicas de modelação, processamento sensorial, navegação e tomada de decisão em Robótica, numa perspetiva de aplicação da inteligência artificial à robótica para o desenvolvimento de robôs autónomos com inteligência-máquina.
Programa
1. O que é um robô. Exemplos de robôs. Robôs móveis. (1 aula – 1.5 horas). 2. Arquiteturas de Sistemas Robóticos (3 aulas – 4.5 horas) a. Arquiteturas funcionais (hierárquicas, baseadas em comportamentos, híbridas) b. Arquiteturas de software: Robot Operating System (ROS) c. Arquiteturas de hardware 3. Perceção (4 aulas – 6 horas) a. Sensores em Robótica (encoders, giroscópios, acelerómetros, laser scanner, visão, …) b. Noções básicas de Visão Robótica (modelo pinhole, visão stereo, seguimento visual, reconhecimento de objetos em imagens) c. Representação de incerteza em sensores – modelo de observação 4. Localização de Robôs Móveis (7 aulas – 10.5 horas) a. O problema de localização: localização relativa e localização absoluta b. Sistemas de coordenadas. Transformações homogéneas de coordenadas. c. Noções básicas de probabilidades utilizadas em Robótica: filtro de Bayes d. Casos particulares do filtro de Bayes: filtro de Kalman, filtro de partículas e. Localização baseada no filtro de Kalman f. Localização de Monte-Carlo 5. Planeamento de Movimento e Condução de Robôs Móveis (4 aulas – 6 horas) a. Algoritmo “bug” b. Campos de potencial para planeamento de caminhos c. Roadmaps probabilísticos d. RRT (Rapidly-exploring Random Trees) e. Seguimento de caminhos: controlo em cadeia fechada; caminho como referência do sistema de controlo. Cinemática diferencial. 6. Aprendizagem, Tomada de Decisão e Execução (4 aulas – 7.5 horas) a. Problema de tomada de decisão b. Incerteza em sistemas robóticos c. Tomada de decisão sob incerteza: MDPs e POMDPs d. Aprendizagem por reforço e. Aprendizagem por demonstração
Metodologia de avaliação
1+3 mini-projectos realizados em grupo no laboratório com robôs móveis: · P0: ROS Primer (não avaliado) – 2 semanas · P1: Localização – 3 semanas · P2: Navegação (planeamento de caminhos) – 3 semanas · P3: Tomada de decisão sob incerteza e execução da política – 3 semanas A nota final será a média das notas dos três projetos P1-P3