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Objectivos de Aprendizagem |
Esta Unidade Curricular tem como objectivo fazer uma introdução ao estudo da área multidisciplinar dos Sistemas Robotizados, apresentando os vários subsistemas funcionais que compõem um robô de uma forma individualizada e integrada, para além de tópicos de robótica de manipulação e de navegação.
No final da UC o estudante deve ser capaz de:
- Identificar diferentes tipos de robôs no que concerne à sua anatomia e actuadores e discutir a operação e/ou desenvolvimento de aplicações robóticas;
- Aplicar as equações e as técnicas de cálculo à determinação da posição cartesiana assim como da posição e ângulo das juntas prismáticas e rotacionais de um robô.
- Identificar as características fundamentais de locomoção de robôs móveis;
- Descrever os principais tipos de sensores utilizados em robótica;
- Aplicar algoritmos de planeamento de trajectórias na navegação de robôs móveis;
- Aplicar o conhecimento no desenvolvimento de um robô, devendo ser capaz também de trabalhar em equipa.
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Conteúdos programáticos |
1. Introdução à Robótica (exemplos)
2. Tipos de robôs: anatomia e actuadores de robôs. Introdução sobre manipuladores robóticos controlados por computador e exemplos
3. A posição e o movimento de manipuladores. Sistemas de coordenadas e transformações
4. Cinemática directa, convenção Denavit-Hartenberg
5. Cinemática inversa
6. O Jacobiano, singularidades
7. Planeamento de movimento e caminho
8. Dinâmica de manipuladores
9. Controlo e programação
Tópicos especiais:
10. Sensores, medida e percepção: Sensores e actuadores
11. Agentes móveis, SLAM
12. Visão computacional
13. MEMS, microrobótica
14. Robótica médica/cirúrgica, teleoperação
15. Sistemas biomiméticos
16. Robótica inteligente. Noções de inteligência artificial e sistemas inteligentes
17. Lógica fuzzy. Controlo difuso: Controladores lógicos difusos
18. Redes Neuronais Artificiais: Modelos e arquitectura de redes neuronais artificiais. Aprendizagem em robótica
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Metodologias de Ensino e Critérios de Avaliação |
TAS - Trabalho de análise e síntese (20%):Desenvolvimento de um TAS de pesquisa bibliográfica sobre um tema proposta.
EX - Exercícios (15%): Séries de exercícios serão distribuídas durante o semestre. Deverão ser entregues duas semanas após serem atribuídos. A utilização do Matlab/Simulink pode ser necessária em alguns problemas.
LAB - Laboratório (30%): Haverá uma componente substancial de laboratório. programação e controlo do braço robótico Scorbot para execução de tarefas específicas. As tarefas subdividem-se em duas componentes:
- Actividades de aprendizagem das características, funcionamento, operação e programação Scorbase do braço robótico Scorbot.
- Projecto de sistema robotizado.
Os laboratórios serão realizados em grupos de 2 a 3 elementos, mediante a entrega de relatórios.
PR - Prova de avaliação (35%) sem consulta
CF - Classificação final:
CF=TAS + EX + LAB + PR
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Bibliografia principal |
1. Bibliografia principal
- "Apontamentos de Sistemas Robotizados", P.D. Gaspar. Universidade da Beira Interior, 2011.
- "Robot Modeling and Control", M.W. Spong, Seth Hutchinson, M. Vidyasagar. Wiley, John & Sons Inc., 2005. ISBN: 0-471-64990-2.
- "Introduction to Robotics", Philip John McKerrow. Addison-Wesley, 1991. ISBN: 0-20-118240-8.
- "Robot Technology Fundamentals", James G Keramas. Delmar Learning, 1998. ISBN: 0-8273-8236-7.
2. Bibliografia complementar
- "Introduction to Robotics: Mechanics and Control", John J. Craig, Addison-Wesley, 1986. ISBN: 0-20-154361-3.
- "Robotics for Engineers", Yoram Koren, McGraw-Hill, 1986. ISBN: 0-07-035399-9.
- "Modelling and Control of Robot Manipulators", Series: Advanced Textbooks in Control and Signal Processing Sciavicco, Lorenzo, Siciliano, Bruno Springer-Verlag London Berlin Heidelberg, 2nd ed. 2000. ISBN: 1-85233-221-2.
- "Robot Manipulators: Mathematics, Programming and Control", Paul, R.P., MIT Press, Cambridge, 1981.
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