Сенсорика и компоненты робототехники

«Основы моделирования и управления промышленными манипуляторами. Программирование в цифровом двойнике промышленного манипулятора»

ООО "Центр образовательных компетенций НТИ"

267,00 часов длительность

Онлайн формат

Базовый уровень

1 поток (закрыт) 01.08-30.11.2021

2 поток (закрыт) 01.09-31.12.2021

3 поток (закрыт) 10.09-30.11.2021

4 поток (закрыт) 25.09-15.12.2021

5 поток (закрыт) 01.11.2021-15.02.2022

6 поток (закрыт) 01.12.2021-15.03.2022

Описание

Программа «Основы моделирования и управления промышленными манипуляторами» включает в себя базовый и профильный модули.

Базовый модуль включает в себя:

- введение в робототехнику;

- теоретические основы разработки программного обеспечения;

- два практических блока разработки программ на языках Python и Octave\MATLAB;

- методы математики и механики и возможности их реализации в вычислительных программах;

- методы моделирования механических и робототехнических систем и их программную реализацию;

- основы программирования цифровых двойников робототехнических систем.

Профильный модуль включает в себя:

- практику использования и программирования симулятора промышленного робота;

- практику разработки цифрового двойника и реализацию алгоритмов управления промышленного робота-манипулятора.

Практические задания профильного модуля реализуются на симуляторе промышленного робота-манипулятора, зарегистрированном в Государственном Реестре программ для ЭВМ.

В результате освоения программы слушатели приобретут навыки разработки программ на популярных и востребованных языках программирования Python и Octave\MATLAB. Благодаря универсальному характеру базового модуля слушатели смогут применять эти навыки для вычислений и моделирования в различных областях. Погружение в задачи промышленной робототехники в рамках профильного модуля позволит применять полученные навыки для моделирования и управления роботами-манипуляторами.

Программа будет востребована среди преподавателей вузов и колледжей, школьных учителей и преподавателей кружкового движения, научных работников, инженеров, а также людей вне зависимости от текущего рода деятельности, желающих получить новую квалификацию в области разработки программного обеспечения для вычислений, для моделирования и управления промышленными роботами.

Полученные компетенции позволят выпускникам претендовать на новые рабочие места в образовательных организациях, обучающих робототехнике, и в компаниях, занимающихся разработкой, применением или интеграцией промышленных роботов.

Для успешного освоения программы требуются знания, не выходящие за пределы средне-специального и/или высшего образования. Весь необходимый математический аппарат, сведения из области механики и программирования даются в рамках программы. Тем не менее, знания в областях линейной алгебры, матричного исчисления, дифференцирования, законов кинематики поступательного, вращательного, сферического движения твердого тела будут плюсом и позволят освоить программу быстрее.

Программа содержит необходимый теоретический минимум, а также ссылки на дополнительную литературу для более глубокого освоения теоретических аспектов. Однако основное внимание в программе уделено практике разработки программного обеспечения для моделирования и управления роботами.

Программа профессиональной переподготовки рассчитана на 267 академических часов, в том числе базовый модуль – 187 часов, профильный модуль 76 часа, итоговое практическое аттестационное задание – 4 часа.

Часов в программе

72,00 часа

лекции

138,00 часов

практика

44,00 часа

самостоятельная

9,00 часов

промежуточная аттестация

1 час

входная диагностика

4 часа

итоговая аттестация

268,00 часов

всего

Цель программы

Целью обучения является:
1. Получение компетенции для выполнения нового вида профессиональной деятельности в области разработки программного обеспечения для моделирования и управления промышленными роботами-манипуляторами в рамках направления цифровых компетенций «Сенсорика и компоненты робототехники»
2. Приобретение новой квалификации программиста на языках программирования Python и Octave\MATLAB с навыками разработки программ по направлению цифровых компетенций «Сенсорика и компоненты робототехники»

Актуальность

В настоящее время в России наблюдается острая нехватка специалистов в области IT. Например, поиск по сайту hh.ru даёт более 7,5 тысяч открытых вакансий программиста на Python.
Особенно сложно найти специалиста, имеющего одновременно навыки программирования и знания в предметной обрасти в направлениях, связанных с реальными техническими объектами, например в такой области «Сенсорика и компоненты робототехники». На сайте hh.ru находится более 700 открытых вакансий по ключевым словам «робототехника» и «robotics».
Программа профессиональной переподготовки «Основы моделирования и управления промышленными манипуляторами» содержит сбалансированный материал как в базовой части программирования, так и в профильной области робототехники.
Слушатели, прошедшие переподготовку в рамках программы, смогут как претендовать на вакансии разработчиков программного обеспечения, так и развиваться в области разработки и эксплуатации робототехнических систем.

Входная диагностика 1 час

Для входной диагностики используется тест из 10 вопросов, который̆ позволяет потенциальному слушателю оперативно получить понимание, насколько выбранная программа подходит его текущим компетенциям.
Входная диагностика проводится в виде теста. Тест содержит 10 вопросов.

Итоговая аттестация 4 часа

Итоговая аттестация проводится в форме практического задания.

Компетенции

Профессиональные

Разработка программ для моделирования и управления роботами-манипуляторами

Знать:

Основы математического аппарата и методов теоретической механики, используемых при моделировании промышленных роботов-манипуляторов.
Способы решения прямой и обратной задачи кинематики роботов-манипуляторов.

Уметь:

Решать прямые и обратные задачи кинематики манипуляторов.
Применять языки программирования Python и Octave\MATLAB для моделирования роботов-манипуляторов.
Применять язык программирования Python для разработки управляющих программ для роботов-манипуляторов.

Владеть:

Разрабатывать программы моделирования и создания цифровых двойников промышленных роботов-манипуляторов.
Применять технологию Git.
Использовать симулятор Gazebo для моделирования роботов.
Использовать ROS для управления роботами.
Управлять симулятором промышленного робота в ручном и программируемом режимах.

Общепрофессиональные

Создание программ на языке Python

Знать:

Принципы структурного программирования
Существующие структуры данных
Синтаксис языка Python
Классы, функции в Python

Уметь:

Разрабатывать вычислительные алгоритмы
Разрабатывать программы на Python
Подключать сторонние библиотеки

Владеть:

Средствами разработки интерпретатора языка Python
Командной строкой (cmd)

Профессиональные

Способность использовать имеющиеся программные пакеты и, при необходимости, разрабатывать новое программное обеспечение, необходимое для обработки информации и управления в мехатронных и робототехнических системах, а также для их проектирования

Знать:

Возможности симуляторов робототехнических систем, в частности симулятора Gazebo.
Возможности робототехнической операционной системы ROS;
Основы применения технологии Git для управления созданием ПО для задач робототехники

Уметь:

Использовать симуляторы робототехнических систем.
Решать практические задачи управления роботами-манипуляторами при помощи симулятора.

Владеть:

Симулятор промышленных роботов-манипуляторов и система его программирования.
Инструменты разработки управляющих программ для роботов-манипуляторов в ROS\Gazebo.

Общепрофессиональные

Создание программ на языках Octave\MATLAB

Знать:

Принципы программирования на языках Octave\MATLAB
Существующие структуры данных
Синтаксис языков Octave\MATLAB
Стандартные функции
Методы работы с графикой

Уметь:

Разрабатывать эффективные вычислительные алгоритмы
Разрабатывать программы на Octave\MATLAB
Использовать стандартные функции
Программировать вывод и модификацию графической информации

Владеть:

Средствами разработки Octave и MATLAB
Средства управления графиками в Octave и MATLAB

Способность представлять адекватную современному уровню знаний научную картину мира на основе знания основных положений, законов и методов естественных наук и математики

Знать:

Основные понятия робототехники и областей ее применения.
Текущее состояние робототехники в России и за рубежом.
Основные типы и структуру промышленных роботов-манипуляторов.
Основные научные и технические проблемы промышленной робототехники.

Уметь:

Выбирать подходящий тип промышленного робота в зависимости от решаемой задачи.
Программный инструмент в зависимости от решаемой задачи.
Методы анализа и обобщения робототехнических систем.

Владеть:

Использовать механико-математический аппарат для расчёта и моделирования робототехнических систем.
Использовать языки и программные среды Python\Octave\MATLAB для расчёта и моделирования робототехнических систем.

Требования

Нет

Образование

Высшее образование
Среднее профессиональное образование

Предварительное освоение иных дисциплин/курсов /модулей

Владение навыками пользования MS Word, Excel, Google Docs.

Модули

свернуть

187,00ч

Модуль 1 Базовый модуль

Базовый модуль включает в себя: - введение в робототехнику; - теоретические основы разработки программного обеспечения; - два практических блока разработки программ на языках Python и Octave\MATLAB; - методы математики и механики и возможности их реализации в вычислительных программах; - методы моделирования механических и робототехнических систем и их программную реализацию; - основы программирования цифровых двойников робототехнических систем.

Подробнее

76,00ч

Модуль 2 Профильный модуль

Профильный модуль включает в себя: - практику использования и программирования симулятора промышленного робота; - практику разработки цифрового двойника и реализацию алгоритмов управления промышленного робота-манипулятора.

Подробнее

187,00ч

Модуль 1 Базовый модуль

Подробнее

76,00ч

Модуль 2 Профильный модуль

Подробнее