Schulungsübersicht
Woche 01
Tag 01
Einführung
- Was macht einen Roboter intelligent?
Physische vs. virtuelle Roboter
- Smart Robots, Intelligente Maschinen, empfindungsfähige Maschinen und Robotic Process Automation (RPA), etc.
Die Rolle von Artificial Intelligence (AI) in Robotics
- Jenseits von "if-then-else" und der lernenden Maschine
- Die Algorithmen hinter der KI
- Maschinelles Lernen, Computer Vision, Verarbeitung natürlicher Sprache (NLP), etc.
- Kognitive Robotik
Tag 02
Die Rolle von Big Data in Robotics
- Entscheidungsfindung auf der Grundlage von Daten und Mustern
Die Cloud und Robotics
- Verknüpfung von Robotik und IT
- Aufbau von funktionelleren Robotern, die auf mehr Informationen zugreifen und zusammenarbeiten
Fallstudie: Industrieroboter
- Mechanische Roboter
- Baxter
- Roboter in kerntechnischen Anlagen
- Strahlungsdetektion und -schutz
- Roboter in kerntechnischen React Anlagen
- Strahlungsdetektion und Strahlenschutz
Tag 03
Hardware-Komponenten eines Roboters
- Motoren, Sensoren, Mikrocontroller, Kameras, etc.
Allgemeine Elements von Robotern
- Maschinelles Sehen, Spracherkennung, Sprachsynthese, Näherungssensorik, Drucksensorik, usw.
Tag 04
Entwicklungs-Frameworks für Programming einen Roboter
- Open Source und kommerzielle Frameworks
- Roboter-Betriebssystem (ROS)
- Architektur: Arbeitsbereich, Themen, Nachrichten, Dienste, Knoten, Aktionsbibliotheken, Werkzeuge, usw.
Languages für Programming einen Roboter
- C++ für die Steuerung auf niedriger Ebene
- Python für die Orchestrierung
- Programming ROS Knoten in Python und C ++
- Andere Sprachen
Tag 05
Werkzeuge für die Simulation eines physischen Roboters
- Kommerzielle und quelloffene 3D-Simulations- und Visualisierungssoftware
Werkzeuge für den Entwurf der physikalischen Eigenschaften eines Roboters
- Kommerzielle und quelloffene CAD Software
Fallstudie: Mechanische Roboter
- Roboter im Bereich der Kerntechnik
- Roboter in Umweltsystemen
Woche 02
Tag 06
Crashkurs in Python
- Software-Installation und -Einrichtung
- Nützliche Pakete und Dienstprogramme
- Arbeiten mit Python Datenstrukturen, Operatoren, Schleifen, Bedingungen, Funktionen, Methoden, etc.
- Schreiben eines Beispielprogramms
- Teamprojekt
Tag 07
Vorbereitungen für die Roboterentwicklung
- Einrichten der Entwicklungsumgebung (z. B. Arduino IDE)
- Erkunden der Syntax der Arduino-Sprache (C/C++)
- Codieren, Kompilieren und Hochladen auf den Mikrocontroller
- Zusammenbau der Hardwarekomponenten eines Arduino-Roboters
Tag 08
Arbeiten mit Arduino-Komponenten
- Analoge Sensoren
- Digitale Sensoren
Arbeiten mit Arduino Communication Modulen
- Bluetooth-Module
- Wi-Fi-Module
- RFID-Bausteine
- I2C und SPI
- Mobiles Internet
Tag 09
Konstruktion eines Roboters
- Planung der Merkmale und Eigenschaften eines Roboters
- Implementieren der Roboterbewegung
Projekt im Team
- Diskussion und Besprechung
Tag 10
Steuerung des Roboters
- Implementierung der Steuerung
- Verbindung mit dem Roboter (kabelgebunden und drahtlos)
Teamprojekt
- Diskussion und Überprüfung
Woche 03
Tag 11
Programming der Roboter
- Simulieren eines Roboters mit Gazebo / ROS
- Verstehen des ROS Knotens
- Programming ein Knoten in Python und C ++
- Nachrichten und Themen in ROS
- Veröffentlichung / Abonnement-Paradigma
Team Projekt
- Bump & Go mit echtem Roboter
- Diskussion und Überprüfung
Tag 12
Programming der Roboter (Fortsetzung...)
- Frames in ROS und Referenzänderungen
- 2D-Informationsverarbeitung von Kameras mit OpenCV
- Informationsverarbeitung eines Lasers
Team-Projekt
- Sichere Verfolgung von Objekten nach Farbe
- Diskussion und Besprechung
Tag 13
Testen des Roboters
- Werkzeuge zum Testen Ihres Codes
- Unit-Tests
- Erstellen einer Testsuite
- Automatisieren Ihrer Tests
- Fehlersuche
Team-Projekt
- Sichere Verfolgung von Objekten nach Farbe
- Diskussion und Besprechung
Tag 14
Programming der Roboter (Fortsetzung...)
- Dienstleistungen in ROS
- 3D-Informationsverarbeitung von RGB-D-Sensoren mit PCL
- Karten und Navigation mit ROS
Tag 15
Programming der Roboter (Fortsetzung...)
- Erledigung von Aufgaben mit ActionLib
Team-Projekt
- Suche nach Objekten in der Umgebung
Woche 04
Tag 16
Programming der Roboter (Fortsetzung...)
- Erledigung von Aufgaben mit ActionLib
Tag 17
Programming der Roboter (Fortsetzung...)
- Speech Recognition und Spracherzeugung
- Fehlersuche
Team-Projekt
- Steuerung eines Roboters durch Sprache
Tag 18
Programming der Roboter (Fortsetzung...)
- Steuerung von Roboterarmen mit MoveIt!
- Steuerung des Roboterhalses für aktives Sehen
- Fehlersuche
Team-Projekt
- Suchen und Einsammeln von Objekten
Tag 19
Einsetzen des Roboters
- Einsatz des Roboters in der realen Welt
- Überwachung und Wartung von Robotern im Feld
- Steuerung eines Roboters mit einer mobilen App
Sichern des Roboters
- Verhindern unbefugter Manipulationen
- Verhinderung der Einsichtnahme und des Diebstahls sensibler Daten durch Hacker
Tag 20
Datenanalyse
- Sammeln und Organisieren der vom Roboter erzeugten Daten
- Die Daten mit Hilfe von Visualisierungstools und -prozessen sinnvoll nutzen
Gemeinsamer Aufbau eines Roboters
- Bau eines Roboters in der Cloud
- Erstellen einer mobilen App zur Interaktion mit dem Roboter
- Beitritt zur Robotik-Community
Zukunft Outlook für Roboter in der Wissenschaft und im Energiebereich
Zusammenfassung und Schlussfolgerung
Voraussetzungen
- Programming Erfahrung in C oder C++
- Programming Erfahrungen in Python (nützlich, aber nicht erforderlich; können im Rahmen der Lehrveranstaltung vermittelt werden)
- Erfahrung mit Linux Kommandozeile
Publikum
- Entwickler
- Ingenieure
- Wissenschaftler
- Techniker
Erfahrungsberichte (1)
I feel I get the core skills I need to understand how the ROS fits together, and how to structure projects in it.