Fundamentals of Robotics

Краткое содержание учебной дисциплины, модуля / Brief summary

Цель учебной дисциплины «Основы робототехники. Механика роботов и манипуляторов» – формирование у студентов специальных знаний по робототехнике, основам работы с робототехническими комплексами, механике роботов и манипуляторов.

The purpose of the academic discipline “Fundamentals of Robotics. Mechanics of robots and manipulators” – formation of special knowledge among students in robotics, the basics of working with robotic systems, mechanics of robots and manipulators.

Формируемые компетенции / The formed competences

универсальные компетенции:

УК-1. Владеть основами исследовательской деятельности, осуществлять поиск, анализ и синтез информации; 

УК-2. Решать стандартные задачи профессиональной деятельности на основе применения информационно-коммуникационных технологий; 

УК-4. Работать в команде, толерантно воспринимать социальные, этнические, конфессиональные, культурные и иные различия; 

УК-5. Быть способным к саморазвитию и совершенствованию в профессиональной деятельности; 

УК-6. Проявлять инициативу и адаптироваться к изменениям в профессиональной деятельности;

базовые профессиональные компетенции: 

БПК-1. Применять основные законы и методы естественнонаучных дисциплин для решения теоретических и практических задач в профессиональной деятельности;

БПК-8. Использовать основные аналитические и численные методы теоретической механики, механики сплошных сред, сопротивления материалов к исследованию механических процессов; 

БПК-9. Применять основные алгебраические и геометрические понятия, конструкции и методы для решения теоретических и прикладных задач механики и математики; 

БПК-10. Применять теоретические знания и навыки в самостоятельной исследовательской деятельности;

специализированные компетенции:

СК-5. Применять методы и законы механики к исследованию робототехнических систем и решению прикладных задач механики.

universal competencies:

UK-1. Know the basics of research, search, analyze and synthesize information;

UK-2. Solve standard problems of professional activity based on the use of information and communication technologies;

UK-4. Work in a team, tolerate social, ethnic, religious, cultural and other differences;

UK-5. Be capable of self-development and improvement in professional activities;

UK-6. Show initiative and adapt to changes in professional activities;

basic professional competencies:

BPK-1. Apply the basic laws and methods of natural science disciplines to solve theoretical and practical problems in professional activities;

BPK-8. Use basic analytical and numerical methods of theoretical mechanics, continuum mechanics, strength of materials to study mechanical processes;

BPK-9. Apply basic algebraic and geometric concepts, constructions and methods to solve theoretical and applied problems in mechanics and mathematics;

BPK-10. Apply theoretical knowledge and skills in independent research activities;

specialized competencies:

SK-5. Apply methods and laws of mechanics to the study of robotic systems and solving applied problems of mechanics.

Результаты обучения (знать, уметь, владеть) / Learning outcomes (know, can, be able)

В результате изучения студент должен:

знать:

– основные понятия робототехники, методы построения роботов, новейшие достижения в области робототехники, формулировки и методы решения прямой и обратной задачи кинематики манипулятора;

уметь:

– использовать полученные знания в практической деятельности для работы с робототехническими комплексами, самостоятельно строить математическую модель кинематики робота, решать для него прямую и обратную задачи кинематики, рассчитывать поле скоростей;

владеть:

– основными методами построения робототехнических систем, управления роботами, современными методами и приемами решения задач механики роботов, методами построения адекватных математических моделей реальных манипуляторов, навыками самообразования и способами использования изученного аппарата для проведения самостоятельных исследований.

As a result of studying, the student must:

know:

– basic concepts of robotics, methods for constructing robots, the latest achievements in the field of robotics, formulations and methods for solving the direct and inverse problems of manipulator kinematics;

be able to:

– use the acquired knowledge in practical activities to work with robotic systems, independently build a mathematical model of the kinematics of the robot, solve direct and inverse kinematics problems for it, calculate the velocity field;

own:

– basic methods for constructing robotic systems, controlling robots, modern methods and techniques for solving problems in robot mechanics, methods for constructing adequate mathematical models of real manipulators, self-education skills and methods of using the studied apparatus to conduct independent research.

Семестр изучения учебной дисциплины, модуля / Semester of study

5

5

Пререквизиты / Prerequisites

«Теоретическая механика»

“Theoretical Mechanics”

Трудоемкость в зачетных единицах (кредитах) / Credit units

3

3

Количество аудиторных часов и часов самостоятельной работы / Academic hour of students’ class work, 

hours of self-directed learning

Всего на изучение учебной дисциплины отведено для очной формы получения высшего образования – 90 часов, в том числе 54 аудиторных часов, из них: лекции – 14 часов, лабораторные занятия – 38 часов, управляемая самостоятельная работа – 2 часа.

In total, 90 hours are allocated for studying the academic discipline for full-time higher education, including 54 classroom hours, of which: lectures – 14 hours, laboratory classes – 38 hours, guided independent work – 2 hours.

Требования и формы текущей и промежуточной аттестации / Requirements and forms of current and interim certification

Формой текущей аттестации по дисциплине предусмотрен экзамен. Рейтинговая оценка по дисциплине рассчитывается на основе оценки текущей успеваемости и экзаменационной оценки с учетом их весовых коэффициентов. Весовая оценка по текущей успеваемости составляет 40%, экзаменационная оценка – 60%.

The form of current certification for the discipline includes an exam. The rating score for the discipline is calculated based on the assessment of current performance and examination grades, taking into account their weighting coefficients. The weighting for current performance is 40%, the exam mark is 60%.