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LICENCIATURA EM
Engenharia Informática e de Computação
MESTRADO EM
Inteligência Artificial e Sistemas Inteligentes
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ANO LECTIVO 2004/2005
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NOME DA DISCIPLINA
Robótica / Robótica Inteligente
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ANO
4º
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SEMESTRE
2º
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ESCOLARIDADE
3h T (+ 1h TP)
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FACULDADE/DEPARTAMENTO:
FEUP / DEEC
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AULAS TEÓRICAS
Eugénio da Costa Oliveira ([email protected])
e Luís Paulo Reis ([email protected])
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CATEGORIAS
Professor Catedrático / Professor Auxiliar
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AULAS
PRATICAS Luís Paulo Reis
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CATEGORIA Professor Auxiliar
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TURMAS TEÓRICAS
1
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TURMAS PRÁTICAS
0
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TURMAS TEÓR./PRÁT. 1
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OBJECTIVOS DA DISCIPLINA
Compreender os conceitos
básicos de Robótica e o enquadramento da Inteligência Artificial na Robótica.
Estudar métodos de percepção e interpretação sensorial (com ênfase na visão por
computador) que permitam criar estados do mundo precisos e métodos de controlo
de robôs móveis.
Estudar os métodos que permitam a robôs móveis navegarem em ambientes conhecidos
ou desconhecidos usando algoritmos de Planeamento e Navegação.
Estudar os fundamentos da robótica cooperativa e da construção de equipas de
robôs.
Analisar as principais competições robóticas nacionais e internacionais, os
simuladores robóticos mais realistas e as plataformas robóticas mais avançadas
disponíveis no mercado (com ênfase nos robôs AIBO ERS210A e ERS-7).
CONTEÚDO DA DISCIPLINA
Conceitos Básicos de Robótica e enquadramento da
Inteligência Artificial na Robótica.
Arquitecturas baseadas em Agentes para Robôs.
Percepção e interpretação sensorial: Distância, visão e localização.
Introdução à Visão por Computador: Imagem Digital, Modelos de Cor,
Processamento de Imagem, Análise de Imagem.
Controlo de Robôs móveis: Locomoção e Acção.
Criação, representação a actualização de Estados do Mundo.
Geração Automática de Planos: Análise Meios-Fins, Planeamento Linear, Não-Linear,
Hierárquico e Parcialmente Ordenado.
Algoritmos de navegação em ambientes conhecidos/Desconhecidos: Diagramas de
Voronoi, Algoritmos A* e D*, decomposição celular.
Planeamento e Aprendizagem: Generalização de Planos.
Robótica cooperativa: Introdução à cooperação entre robôs para a realização de
tarefas em equipa.
Competições Robóticas Nacionais e Internacionais: RoboCup, RoboOlympics, Fira
Cup, Festival Nacional de Robótica, Micro-Rato, Robô Bombeiro.
Simuladores robóticos: Soccerserver 2D e 3D, RoboCup Rescue, Ciber-Rato.
Plataformas Robóticas: MindStorms, ERS210A e ERS-7 (AIBOS da Sony):
Arquitecturas de Hardware e Software.
Programação de robôs utilizando a linguagem RCODE e utilizando o OPEN-R SDK e
a linguagem C++.
METODOLOGIA DA DISCIPLINA
As aulas teóricas serão usadas para exposição formal da matéria, com
recurso a acetatos, apresentações electrónicas, demonstrações com auxílio
de um video-projector e demonstrações de robôs em funcionamento, acompanhadas da apresentação de exemplos e sua discussão.
Nas aulas práticas serão propostos exercícios para resolução e realizados trabalhos práticos
utilizando plataformas robóticas e simuladores de robótica.
BIBLIOGRAFIA
Artificial Intelligence: a Modern Approach, - Russel
and Norvig; Prentice-Hall, 1995
Mobile Robots: inspiration to implementation - Jones; Flynn, Seiger;
A.K.Peters, 1999
Readings in Planning - Ed. J.Allen, J.Hendler, A.Tate ; Morgan Kaufmann, 1990
Artificial Intelligence - Elen Rich and Kevin Knight; 2ª Edição, McGraw-Hil,
1991
RoboCup Series (1999, 2000, 2001, 2002, 2003, 2004 e 2005), LNAI. Springer
Manuais de OPEN-R SDK e Documentação das Plataformas ERS210A e ERS7
Manuais dos Simuladores: Soccerserver, RoboCupRescue e Ciber-Rato
Artigos a disponibilizar através da página da disciplina.
MÉTODOS DE ENSINO
Exposição com Interacção nas Aulas Teóricas.
Uso de simuladores para navegação de robôs móveis (concurso "ciber-rato")
Trabalhos sobre robótica cooperativa ("robosoccer" e “Robocup rescue”)
Exploração de plataformas robóticas móveis (ERS210A e ERS7 – robôs cães -
AIBOs da Sony).
HARDWARE
Robôs AIBO ERS-7
Robôs AIBO ERS210A
Mindstorms da Lego
SOFTWARE
Simuladores Soccer-Server (2D e 3D)
Simulador RoboCup Rescue
Simulador Ciber-Rato
OPEN-R SDK (ERS210A e ERS7)
R-CODE SDK (ERS7)
Linguagem de Programação: C++
AVALIAÇÃO
Avaliação distribuída com exame final
Exame Final: 40% (Exame com consulta com a duração de 2h30m).
Mini-Projectos: 20% 4/5 Mini-Projectos (grupos 2/3 elementos) com duração de
uma semana
(o pior dos mini-projectos não é considerado para avaliação).
Projecto Final: 40% Com a duração de 7 semanas aplicando toda a matéria
leccionada
Avaliação contínua (incluindo trabalho): nota mímina para obter frequência -
30%)
(a aprovação implica a necessidade de nota >= 30% no exame)
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