Mekatronikk og robotikk

Emnet gir en introduksjon til mekatronikk og robotikk og inneholder et utvalg av følgende tema:

• Robotens og robotcellens oppbygging
• Rotasjoner og stive legemers bevegelse
• Kinematikk, dynamikk og robotbevegelser
• Ledd- og kraftregulering
• Modellering og styring av industrielle roboter
• Programmering og grensesnitt for fysiske og simulerte systemer
• Robotsimulering
• Endestykker og endeverktøy
• Sensorer og sensorfusjon i robotapplikasjoner
• Innføring inn i maskinsyn, med vekt på robotikk-relevante applikasjoner
• Grunnleggende innføring i ROS2 (Robot Operating System 2)
• Industri 4.0 og Produksjonstilpasset utforming (Design for Manufacturing)

Mer informasjon om pensum blir tilgjengeliggjort ved starten av semesteret.

Kandidaten skal kunne:

• ha en bred kunnskap rundt implementasjon i ROS2, blant annet noder, komponenter, topics, services, actions og URDF
• parameterisere ROS2-prosjekt med parametere og config- og launch-filer.
• bruke kjente rammeverk og bibliotek i ROS2 som RViz2, TF2 og MoveIt
• programmere robotmanipulatorer i ROS2
• formidle en løsning for en industriell problemstilling, hvor løsningen involverer mekatronikk- og/eller robotsystemer
• drøfte rundt forskjellige anvendelsesområder for roboter, og eventuelt fordeler og utfordringer rundt implementering av en slik anvendelse.
• anvende design- og ingeniørprinsipper for mekatronikk- og robotsystemer under realistiske forhold.
• analysere en løsning av et mekatronikk- og/eller robotsystem
• beregne posisjon og hastighet for en generell robotmanipulator.
• løse det inverse kinematikkproblemet for spesifikke robotmanipulatorer.
• generere glatte bevegelser for robotmanipulatorer og implementere disse i programvare.
• beregne og programmere enkle gripeoppgaver for robotmanipulatorer
• forklare og demonstrere bruken av grunnleggende begrep innen robotikk og maskinsyn som kinematikk, dynamikk, baneplanlegging, stivt-legeme-bevegelse, gripere, sensorer, sensorfusjon, knappehullsmodell, projektiv geometri, bildebehandling og ROS2.
• benytte maskinsyn til å estimere posisjonen til objekter.
• programmere en robot til å utføre handlinger ved hjelp av maskinsyn.
• designe, bygge og teste enkle mekatroniske systemer, inkludert programvare, styresystemer, sensorer, aktuatorer, kommunikasjonsprotokoller og maskinvare.
• ta ansvar for prosjekter der anvendelse av industrielle robotarmer eller mobile roboter er aktuelt
• utvikle større ROS2-prosjekt med å knytte sammen flere pakker.
• presentere mekatroniske/robotsystem i form av dokumentasjon av kode og rapport

Emnet benytter hovedsaklig en blanding av forelesninger, øvingstimer og praktisk rettet laboratoriearbeid/prosjektarbeid som læringsformer. Det benyttes en konstruktivistisk tilnærming til læring, med stort fokus på problemløsing og praktisk anvendelse av teori.