Roboti v stiku s človekom (Modul C)

Visokošolski učitelji: Mihelj Matjaž

Visokošolski učitelji: , Ude Aleš
Sodelavci: Podobnik Janez
Število kreditnih točk: 6
Semester izvajanja: poletni
Koda predmeta: 64262



Opis predmeta

Pogoji za vključitev v delo oz. za opravljanje študijskih obveznosti:

  • Vpis v letnik študija.

Vsebina:

Vsebina predmeta je razdeljena v sledeče podsklope: 1) Problem in načini interakcije robota s človekom; 2) Človeški dejavnik: zaznavne in motorične sposobnosti, socialni vidiki interakcije z robotom, varnost; 3) Haptični roboti: kinematika, dinamika, zaznavanje dotika, modeliranje reakcijske sile, vodenje in stabilnost haptičnih robotov; 4) Teleoperacijski sistemi: zgradba teleoperacijskega sistema, skaliranje položajev in sil, vodenje teleoperacijskega sistema in virtualne omejitve; 5) Roboti z aktuatorsji s spremenljivo impedanco; 6) Medicinska robotika: kirurška robotika, robotsko podprta diagnostika, mikroroboti v človeškem telesu, nanorobotika na nivoju celic; 7) Rehabilitacijska robotika: motorična rehabilitacija spodnjih in zgornjih okončin, navidezna resničnost v rehabilitaciji, eksoskeletni roboti, robotska protetika, mobilne robotske platforme.

Cilji in kompetence:

Obravnavati večmodalno interakcijo med človekom in robotom z namenom izboljšave človekovih sposobnosti, pomagati prizadetim osebam, izboljšave učinkovitosti in varnosti ter nadomeščanja človekovih okončin:

Analiza robotskih sistemov, ki so namenjeni za interakcijo s človekom ali z živo materijo nasploh. Roboti v interakciji s človekom lahko delujejo na različnih nivojih. Človeku omogočajo natančnejše, enostavnejše in varnejše izvajanja nalog (kirurška in diagnostična robotika), s haptičnimi roboti moremo simulirati interakcije, ki zahtevajo fizični dotik človeka z okoljem, roboti lahko delujejo kot ojačevalniki človekove sile (eksoskeletni roboti), nadomeščajo amputirane dele telesa (robotske proteze), znotraj človeškega telesa pa omogočajo natančno diagnostiko in doziranje zdravilnih učinkovin.

Predvideni študijski rezultati:

Načrtovanje mehanizmov in vodenje robotskih manipulatorjev v dotiku s človekom. Varnostne zahteve za interakcijo robota s človekom.

Metode poučevanja in učenja:

Predavanja, laboratorijsko delo v manjših skupinah, reševanje kompleksnejše nalog vodenja robota, kombinacija skupnega in individualnega dela. Praktične vaje potekajo na večjem številu sodobnih haptičnih robotov, dodatno opremljenih s senzorji sil. Pri predmetu je posebna pozornost posvečena varnosti pri delu z roboti.


HRI

  • Kinematika, dinamika in vodenje
  • Haptični roboti in teleoperacijski sistemi
  • Mehki roboti
  • Robotska merjenja in diagnostika
  • Rehabilitacijska robotika
  • Roboti za asistenco
  • Medicinska robotika
  • Kooperativna robotske orodja
  • Biokooperativna robotika
  • Učenje robotov s posnemanjem človeka
  • Zapis gibanj z dinamičnimi sistemi
  • „Družabna“ robotika
  • Varnostni vidiki interakcije človeka in robota

Načini interakcije

Etika

Laboratorijska oprema

Projekti





Gradiva

  1. M. Mihelj, J. Podobnik, Haptics for Virtual Reality and Teleoperation, Springer 2012.
  2. J. Rosen, B. Hannaford, R.M. Satava, Surgical Robotics: Systems Applications and Visions, Springer, 2011
  3. M. Tavakoli, R.V. Patel, M. Moallem, A. Aziminejad, Haptics for Teleoperated Surgical Robotic Systems, World Scientific, 2008
  4. Jose L. Pons, Wearable Robots: Biomechatronic Exosksletons, John Wiley & Sons, 2008.
  5. V. Dietz, T. Nef, W.Z. Rymer, Neurorehabilitation Technology, Springer, 2012
  6. E. Burdet, D.W. Franklin, T.E. Milner, Human Robotics: Neuromechanics and Motor Control, The MIT Press, 2013
  7. L. Sciavico, B. Siciliano: Modeling and Control of Robot Manipulators, The McGraw – Hill Companies, Inc., New York, 2000.



Študiji na katerih se predmet izvaja

  • 1 letnik - 2. stopnja - Elektrotehnika - Elektronika
  • 1 letnik - 2. stopnja - Elektrotehnika - Elektroenergetika
  • 1 letnik - 2. stopnja - Elektrotehnika - Biomedicinska tehnika
  • 1 letnik - 2. stopnja - Elektrotehnika - Avtomatika in informatika
  • 1 letnik - 2. stopnja - Elektrotehnika - Mehatronika
  • 1 letnik - 2. stopnja - Elektrotehnika - Robotika
  • 1 letnik - 2. stopnja - Elektrotehnika - Informacijsko komunikacijske tehnologije