Robotik(INF430)
| Ders Kodu | Dersin Adı | Yarıyıl | Teori | Uygulama | Lab | Kredisi | AKTS |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| INF430 | Robotik | 7 | 3 | 0 | 0 | 3 | 4 |
| Ön Koşul | |
| Derse Kabul Koşulları |
| Dersin Dili | Fransızca |
| Türü | Seçmeli |
| Dersin Düzeyi | Lisans |
| Dersi Veren(ler) | |
| Dersin Yardımcıları | |
| Dersin Amacı |
Bu derste, öğrencilere robot bilimi hakkında ve robotların günümüzde hangi alanlarda nasıl kullanıldığına dair bilgi vermek amaçlanmaktadır. Öğrencilere, robotik uygulamalar tasarlamak ve bu uygulamaları gerçekleştirmek için kullanılan yazılımsal/donanımsal bileşenlerin tanıtılması hedeflenmiştir. Bu bağlamda ders içeriğinde değişik robot türleri, dönüşüm matrisleri, eyleyiciler (aktüatörler), algılayıcılar, açık ya da kapalı çevrim sistem yapıları ve temel yörünge planlama algoritmaların matematiksel yöntemler ele alınır. Öğrenciler derste öğrendikleri bilgileri, ders saatinde yapılan uygulamalarda ve projelerde uygulama fırsatı bulmaktadırlar. |
| İçerik |
1. Temel kavramlar: Robot nedir? Robotik nedir? Robot türleri ve kullanım alanları 2. Aktüatörler (Eyleyiciler), aktüatör çeşitleri 3. Sensörler, serbestlik derecesi 4. İleri Kinematik 5. Ters kinematik 6. Dönüşüm matrisleri, homojen dönüşümler 7. Euler açı gösterimi, Yuvarlama-Yalpalama-Yunuslama gösterimi 8. Denavit-Hartenberg yöntemi 9. Ara Sınav 10. Uygulama: Arduino ile servo motor kalibrasyonu 11. PID kontrolcü 12. Uygulama: Arduino ile PID kontrolcü kalibrasyonu 13. Uygulama: Arduino ile 2 eklemli robot kolu kontrolü, ileri ve ters kinematik denklemlerinin çıkarılması 14. Uygulama: Robotik manipülatör programlama |
| Dersin Öğrenme Çıktıları |
Bu dersin sonunda öğrenci - robot teknolojilerini ve kullanım alanlarını tanır. - robotik uygulamalar tasarlamak ve bu uygulamaları gerçekleştirmek üzere kullanılan yazılımsal/donanımsal bileşenlerini açıklar. - değişik robot türleri, eyleyiciler, algılayıcılar, temel kontrolcü yapıları ve yörünge planlama için güncel olarak kullanılan temel matematiksel yöntemleri tanıması beklenir. - yörünge planlama algoritması yazması ve kapalı ortamda bir robotun algılayıcılar ve hareketlendiricilerini kullanarak, temel bir robot hareket deneyini yapılandırır. |
| Öğretim Yöntemleri | Tartışma, anlatım, soru-cevap, problem, simülasyon, proje, laboratuvar deneyleri |
| Kaynaklar |
1) M.W. Spong, S.Hutchinson and M. Vidyasagar, “Robot Modeling and Control”, Wiley, 2006. 2) Phillip John McKerrow, “Introduction to Robotics”, Addison-Wesley, 1991. 3) Saeed B. Niku, “Introduction to Robotics. Analysis, Systems, Applications”, Prentice Hall, 2001. 4) Vladimir J. Lumelsky, “Sensing, Intelligence, Motion”,Wiley, 2006. 5) S. M. LaValle, “ Planning Algorithms”, Cambridge University Press, 2006. URL adresi http://planning.cs.uiuc.edu/. 6) Mobile Robot Programming Toolkit (MRPT) URL adresi: http://babel.isa.uma.es/mrpt/index.php/Main_Page 7) Player stage gazebo dökümantasyonu. Online URL adresi http://playerstage.sourceforge.net/ |
Teori Konu Başlıkları
| Hafta | Konu Başlıkları |
|---|---|
| 1 | Temel kavramlar: Robot nedir? Robotik nedir? Robot türleri ve kullanım alanları |
| 2 | Aktüatörler (Eyleyiciler), aktüatör çeşitleri |
| 3 | Sensörler, serbestlik derecesi |
| 4 | İleri Kinematik |
| 5 | Ters kinematik |
| 6 | Dönüşüm matrisleri, homojen dönüşümler |
| 7 | Euler açı gösterimi, Yuvarlama-Yalpalama-Yunuslama gösterimi |
| 8 | Denavit-Hartenberg yöntemi |
| 9 | Ara Sınav |
| 10 | Uygulama: Arduino ile servo motor kalibrasyonu |
| 11 | PID kontrolörü |
| 12 | Uygulama: Arduino ile PID kontrolcü kalibrasyonu |
| 13 | Uygulama: Arduino ile 2 eklemli robot kolu kontrolü, ileri ve ters kinematik denklemlerinin çıkarılması |
| 14 | Uygulama: Robotik manipülatör programlama |
Uygulama Konu Başlıkları
| Hafta | Konu Başlıkları |
|---|
Başarı Notuna Etki Oranları
| Sayı | Katkı Payı | |
|---|---|---|
| Toplam | 0 | 0 |
Yarıyıl İçi Çalışmaları
| Sayı | Katkı Payı | |
|---|---|---|
| Ödevler | 0 | 0 |
| Sunum | 0 | 0 |
| Arasınavlar (Hazırlık Süresi Dahil) | 1 | 40 |
| Proje | 0 | 0 |
| Laboratuar | 1 | 20 |
| Diğer Uygulamalar | 0 | 0 |
| Kısa Sınavlar | 0 | 0 |
| Dönem Ödevi / Projesi | 0 | 0 |
| Portfolyo Çalışmaları | 0 | 0 |
| Raporlar | 0 | 0 |
| Öğrenme Günlükleri | 0 | 0 |
| Bitirme Tezi/Projesi | 0 | 0 |
| Seminer | 0 | 0 |
| Diğer | 0 | 0 |
| Toplam | 2 | 60 |
| Numara | Program Yeterlilikleri | Puan | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | ||
| 1 | Matematik, fizik ve mühendislik bilimlerine özgü konularda yeterli bilgi birikimi; bu alanlardaki kuramsal ve uygulamalı bilgileri, mühendislik problemlerinin modellenmesi ve çözümünde kullanabilme becerisi. | X | ||||
| 2 | Karmaşık bilgisayar mühendisliği problemlerini saptama, tanımlama, formüle etme ve çözme becerisi; bu amaçla uygun analiz ve modelleme yöntemlerini seçme ve uygulama becerisi. | X | ||||
| 3 | Yazılımsal veya donanımsal karmaşık bir sistemi, süreci veya donanımı gerçekçi kısıtlar ve koşullar altında, belirli gereksinimleri karşılayacak şekilde tasarlama becerisi; bu amaçla modern tasarım yöntemlerini uygulama becerisi. | X | ||||
| 4 | Mühendislik uygulamalarında karşılaşılan karmaşık problemlerin analizi ve çözümü için gerekli olan modern teknik ve araçları geliştirme, seçme ve kullanma becerisi; bilişim teknolojilerini etkin bir şekilde kullanma becerisi. | X | ||||
| 5 | Analitik düşünce ile bir sistemi, sistem bileşenini ya da süreci analiz etme, modelleme, deney tasarlama ve yapma, veri toplama, çözüm algoritmaları üretebilme, uygulamaya alma ve geliştirme becerileri. | X | ||||
| 6 | Disiplin içi ve çok disiplinli takımlarda etkin biçimde çalışabilme becerisi; bireysel çalışma becerisi. | X | ||||
| 7 | Türkçe sözlü ve yazılı etkin iletişim kurma becerisi; en az iki yabancı dil bilgisi; etkin rapor yazma ve yazılı raporları anlama, yazılım ve donanım tasarımını, gerekirse teknik resim metotları kullanarak raporlayabilme, etkin sunum yapabilme becerisi. | X | ||||
| 8 | Bilgiye erişebilme ve bu amaçla kaynak araştırması yapabilme, veri tabanları ve diğer bilgi kaynaklarını kullanabilme becerisi | X | ||||
| 9 | Yaşam boyu öğrenmenin gerekliliği bilinci; kendini sürekli yenileme becerisi. | X | ||||
| 10 | Mesleki etik ilkelerine uygun davranma, mesleki sorumluluk bilinci; mühendislik uygulamalarında kullanılan standartlar hakkında bilgi. | X | ||||
| 11 | Proje yönetimi, risk yönetimi ve değişiklik yönetimi gibi, iş hayatındaki uygulamalar hakkında bilgi; girişimcilik, yenilikçilik hakkında farkındalık; sürdürülebilir kalkınma hakkında bilgi. | |||||
| 12 | Mühendislik uygulamalarının evrensel ve toplumsal boyutlarda sağlık, çevre ve güvenlik üzerindeki etkileri ve çağın mühendislik alanına yansıyan sorunları hakkında bilgi. | X | ||||
| 13 | Bilgisayar mühendisliği uygulamalarının hukuki ve etik boyutları konusunda farkındalık. | X | ||||
| Etkinlikler | Sayı | Süre | Toplam İş Yükü |
|---|---|---|---|
| Ders Süresi | 14 | 3 | 42 |
| Sınıf Dışı Çalışma Süresi | 14 | 1 | 14 |
| Arasınavlar (Hazırlık Süresi Dahil) | 1 | 10 | 10 |
| Laboratuar | 1 | 10 | 10 |
| Yarıyıl Sonu Sınavı (Hazırlık Süresi Dahil) | 1 | 12 | 12 |
| Toplam İş Yükü | 88 | ||
| Toplam İş Yükü / 25 | 3,52 | ||
| Dersin AKTS Kredisi | 4 | ||