התמחות מקצועית מוסמכת ברובוטיקה של אוניברסיטת פנסילבניה

רובוטיקה: רובוטיקה אווירית

• קורס 1 • 18 שעות • 4.5 (3,070 דירוגים)

פרטי הקורס

מה תלמד

• איך ניצור רכבי אוויר קטנים וגמישים שיכולים לפעול באופן אוטונומי בסביבות סואנות, הן בתוך מבנים והן בחוץ?
• תכיר את מכניקת הטיסה ועיצוב רובוטי טיס ריבועיים.
• תוכל לפתח מודלים דינמיים, לגזור משתנים ולסנתז מתכננים לפעולה בסביבות תלת-ממדיות.
• תיחשף לאתגרים שבשימוש בחיישנים רעשניים לאיתור מיקום ולתמרון בסביבות תלת-ממדיות מורכבות.
• בסיום תראה דוגמאות מהעולם האמיתי ליישומים אפשריים ואתגרים בתעשיית הרחפנים המתפתחת במהירות.

דרישות מתמטיות

• ציפיות מהסטודנטים לקורס זה כוללות היכרות עם אלגברה ליניארית, חישוב דיפרנציאלי עם משתנה אחד ומשוואות דיפרנציאליות.

דרישות תכנות

• מומלץ שיהיה ניסיון בתכנות עם MATLAB או Octave (נשתמש ב-MATLAB בקורס זה).
• דרוש מחשב 64 ביט.

כישורים שתפתח

• קטגוריה: תכנון תנועה
• קטגוריה: רובוטיקה
• קטגוריה: רחפן
• קטגוריה: MATLAB

רובוטיקה: תכנון תנועה חישובי

• קורס 2 • 11 שעות • 4.3 (1,034 דירוגים)

פרטי הקורס

מה תלמד

• מערכות רובוטיות כוללות בדרך כלל שלושה רכיבים: מכניזם שיכול להפעיל כוחות ומומנטים על הסביבה, מערכת חישה לחישה של העולם ומערכת קבלת החלטות ובקרת התנהגות של הרובוט.
• בקורס זה נבחן את הבעיה כיצד רובוט מחליט מה לעשות כדי להשיג את מטרותיו.
• בעיה זו נקראת לעיתים תכנון תנועה והיא פורמולצה בדרכים שונות כדי לדגם מצבים שונים.
• תלמד מספר גישות נפוצות לפתרון בעיה זו, כולל שיטות מבוססות גרפים, מתכננים אקראיים ושדות פוטנציאליים מלאכותיים.
• במהלך הקורס נדבר על ההיבטים של הבעיה שהופכים את התכנון לאתגר.

כישורים שתפתח

• קטגוריה: תכנות פייתון
• קטגוריה: רובוטיקה
• קטגוריה: Raspberry Pi
• קטגוריה: MATLAB

רובוטיקה: ניידות

• קורס 3 • 19 שעות • 3.9 (603 דירוגים)

פרטי הקורס

מה תלמד

• איך רובוטים יכולים להשתמש במנועים ובחיישנים שלהם כדי לנוע בסביבה בלתי מובנית?
• תבין כיצד לעצב את גוף הרובוטים והתנהגויות כך שיעזרו בצורות גופניות כדי להפעיל כוחות פיזיקליים המבטיחים ניידות אמינה בעולם מורכב ודינמי.
• נפתח גישה להרכבת מופעים דינמיים פשוטים שמבצעים אוטומציה חלקית ליצירת תוכניות חיישן-מנוע מורכבות.
• נושאים ספציפיים שיכסו כוללים: ניידות בבעלי חיים ורובוטים, קינמטיקה ודינמיקה של מכונות בעלות רגליים, ועיצוב התנהגות דינמית באמצעות נופי אנרגיה.

כישורים שתפתח

• קטגוריה: פילטר חלקיקים
• קטגוריה: הערכה
• קטגוריה: מיפוי

רובוטיקה: חישה

• קורס 4 • 33 שעות • 4.3 (653 דירוגים)

פרטי הקורס

מה תלמד

• איך רובוטים יכולים לחוש את העולם ואת תנועותיהם כך שיוכלו לבצע משימות ניווט ומניפולציה?
• במודול זה נחקור כיצד התמונות והסרטונים שמקבלים על ידי מצלמות מותקנות על רובוטים מומרות לייצוגים כמו תכונות וזרימה אופטית.
• ייצוגים דו-ממדיים אלו מאפשרים לנו לחלץ מידע תלת-ממדי על מיקום המצלמה וכיוונו של תנועת הרובוט.
• תבין כיצד תפיסת אובייקטים מקלה בעזרת חישוב היישור התלת-ממדי של אובייקטים וניווט ניתן לביצוע בעזרת אודומטריה ויזואלית ואיתור מבוסס סמלים.

כישורים שתפתח

• קטגוריה: ראיית מחשב
• קטגוריה: הערכה
• קטגוריה: רנדומליה מדגמים (RANSAC)
• קטגוריה: גיאומטריה

רובוטיקה: הערכה ולמידה

• קורס 5 • 15 שעות • 4.3 (504 דירוגים)

פרטי הקורס

מה תלמד

• איך רובוטים יכולים לקבוע את מצבם ואת תכונות הסביבה שסביבם על סמך מדידות חיישנים רעשניות?
• במודול זה תלמד כיצד לגרום לרובוטים לשלב חוסר וודאות בהערכה וללמוד מעולם דינמי ומשתנה.
• נושאים ספציפיים שיכסו כוללים מודלים גנרטיביים הסתברותיים, סינון בייסיאני לאיתור מיקום ומיפוי.

כישורים שתפתח

• קטגוריה: תכנון תנועה
• קטגוריה: תכנון ואוטומציה
• קטגוריה: אלגוריתם A*
• קטגוריה: MATLAB

רובוטיקה: פרויקט גמר

• קורס 6 • 26 שעות • 4.6 (114 דירוגים)

פרטי הקורס

מה תלמד

• בפרויקט הגמר של הרובוטיקה שלנו, נעניק לך הזדמנות ליישם פתרון לבעיה מעשית על סמך התוכן שלמדת בקורסים בהתמחות שלך ברובוטיקה.
• זה גם ייתן לך הזדמנות להשתמש בשיטות מתמטיות ותכנותיות שחוקרים משתמשים בהן במעבדות רובוטיקה.
• תבחר מתוך שני מסלולים:
• במסלול הסימולציה, תשתמש ב-MATLAB כדי לחקות פנדולום נייד הפוך. החומר הנדרש למסלול גמר זה מבוסס על קורסים בניידות, רובוטיקה אווירית והערכה.
• במסלול החומרה תצטרך לרכוש ולהרכיב ערכת רובוט, Raspberry Pi, מצלמת Pi ו-IMU כדי לאפשר לרובוט שלך לנווט אוטונומית בסביבתך.
• ניסיון תכנות מעשי יראה כי רכשת את היסודות של תנועת רובוטים, תכנון וחישה, וכי אתה מסוגל לתרגם אותם למגוון שימושים מעשיים בבעיות מהעולם האמיתי.
• השלמת הפרויקט תכין אותך טוב יותר להכנס לתחום הרובוטיקה, כמו גם למגוון הולך וגדל של מסלולי קריירה נוספים בהם רובוטים משנים את פני כל תעשייה.

אנא עיין בתוכנית הלימודים למטה לפירוט שבועי של כל מסלול.

שבוע 1

• הקדמה
• מסלול MIP: שימוש ב-MATLAB לסימולציות דינמיות
• מסלול AR: רכישת ערכת Dijkstra
• מבחן: A1.2 אינטגרציה של ODE עם MATLAB
• מטלת תכנות: B1.3 אלגוריתם Dijkstra בפייתון

שבוע 2

• מסלול MIP: בקרה PD למערכות מסדר שני
• מסלול AR: הרכבת הרובר
• מבחן: A2.2 מעקב PD
• מבחן: B2.10 תצוגת הרובר שהושלם

שבוע 3

• מסלול MIP: שימוש ב-EKF להשגת כיוון סקלרי מ-IMU
• מסלול AR: כיול
• מבחן: A3.2 EKF להערכת עמדת סקלר
• מבחן: B3.8 כיול

שבוע 4

• מסלול MIP: מודלים של פנדולום נייד (MIP)
• מסלול AR: תכנון בקר לרובר
• מבחן: A4.2 סימולציה דינמית של MIP
• מטלת הערכה של עמיתים: B4.2 תכנות אלגוריתם למעקב אחר תוויות

שבוע 5

• מסלול MIP: ליניאריזציה מקומית של MIP ושליטה ליניארית
• מסלול AR: סינון קלמן המורחב להערכת מצב
• מבחן: A5.2 שליטת איזון של MIP
• מטלת הערכה של עמיתים: B5.2 סינון קלמן המורחב להערכת מצב

שבוע 6

• מסלול MIP: תכנון מהלך עם משוב עבור ה-MIP
• מסלול AR: אינטגרציה
• מבחן: A6.2 שליטה ותכנון עמיד בפני רעש עבור ה-MIP
• מטלת הערכה של עמיתים: B6.2 השלמת הרובר האוטונומי שלך

כישורים שתפתח

• קטגוריה: פרוטוקול אינטרנט של קו סדרתי (SLIP)
• קטגוריה: רובוטיקה
• קטגוריה: רובוט
• קטגוריה: MATLAB