کارگاه آموزشی هوشمندسازی ربات ها

1. کارگاه آموزشی هوشمندسازی ربات ها

2. عناوین : • اجزای یک سیستم هوشمند • آشنایی با هوش مصنوعی • آشنایی با کنترل اتوماتیک • مهارت های مورد نیاز برای هوشمندسازی

3. اجزای سخت افزاری • حسگرها(Sensors) • حسگرهای موقعیت، سرعت، شتاب، فشار، دما، رطوبت، دوربین های دید مرئی، حرارتی، رادارها، انواع سنسورها جهت یابی و ... • عملگرها(Actuators) • انواع موتورهای الکتریکی، ترمودینامیکی، شیرها، کلیدها • پردازشگر(Processor) • کامپیوترها، میکروکنترلرها و کیتهای پردازشگر اجزای نرم افزاری • الگوریتم هوش مصنوعی(Artificial Intelligence) ] اجزای یک سیستم هوشمند[

4. حسگر(Sensor) • واحدی سخت افزاری که اطلاعات مشخصی از محیط دریافت کرده و آن را نمایش داده و یا به پردازشگر گزارش می دهد. Camera انواع حسگرها • حسگرهای ساده: • آنالوگ: اطلاعات پیوسته گزارش می دهد • حسگر فاصله، ارتفاع، شتاب، فشار، دما، رطوبت و .... • دیجیتال: اطلاعات گسسته را گزارش می دهد • انکودر، Limit Switch و ... • حسگرهای چند بعدی: آرایه های دو یا چندبعدی از حسگرهای ساده • دوربین های دید مرئی، حرارتی، دید در شب و ... • حسگرهای مرکب: ترکیب و آمیزش چند حسگر ساده آنالوگ • سنسورها جهت یابی، موقعیت یابی و ... IMU ] اجزای یک سیستم هوشمند[

5. عملگر(Actuator) • واحدی سخت افزاری که با مصرف انرژی تغییری متناسب با فرمان ورودی در وضعیت ماشین و یا محیط ایجاد می کند. انواع عملگرها • عملگرهای دیجیتال: • شیرها و کلیدهای قطع و وصل و ... • عملگرهای آنالوگ: • انواع موتورهای الکتریکی، ترمودینامیکی(موتور احتراق داخلی، موتور جت و ...)، هیدرولیکی و پنوماتیکی و ... ] اجزای یک سیستم هوشمند[

6. پردازشگر(Processor) • واحد انجام عملیات های منطقی و ریاضی که به حافظه کوتاه مدت و بلند مدت دسترسی دارد و دارای درگاه های ورودی و خروجی برای ارتباط با حسگرها و عملگرها می باشد. • (الگوریتم هوش مصنوعی یک سیستم هوشمند بر روی پردازشگر سیستم سوار می شود.) انواع پردازشگرها • میکروکنترلر و کیت های پردازشگر: پردازشگرهای بدون سیستم عامل • ویژگی ها: قدرت پردازش پایین تر- حجم ، وزن و مصرف انرژی کمتر – کاربری نسبتا مشکل • انواع:ARM ، AVR ، PIC ، و ... • کامپیوترها : پردازشگرهای دارای سیستم عامل • ویژگی ها: قدرت پردازش بالاتر- حجم ، وزن و مصرف انرژی کمتر – کاربری نسبتا آسان • انواع:Laptop، ِDesktop PC، Industrial PC، Palm ] اجزای یک سیستم هوشمند[

7. هوش مصنوعی(Artificial Intelligence) • شاخه ای از علوم کامپیوتری است که به هوشمندسازی ماشین ها می پردازد. • هوشمندسازی:به معنی تجهیز ماشین به یک (یا چند) پردازشگربرنامه نویسی شده است که با حسگرها و عملگرها در ارتباط باشد و این برنامه بتواند با استفاده از اطلاعات پردازش شده حسگرها(Perception)، تحریک عملگرها را به گونه ای برنامه ریزی(Planning) کند که در نهایت ماشین با انجام(Action) آن بیشترین موفقیت ممکن را در رسیدن به اهداف(کیفی) خود کسب کند. ربات خودکار(Autonomous Robot) • رباتی که بدون کمک گرفتن(مداوم) از انسان می تواند یک ماموریت مشخص را انجام دهد. (معمولا این ربات ها دارای رفتار فیزیکی قابل مشاهده هستند.) • ربات خودکار یک ماشین دارای هوش مصنوعی است که اهداف و یا ماموریت های آن توسط انسان تعریف می شود مانند ربات های کاوشگر و ربات های نظافت کننده ]آشنایی با هوش مصنوعی[

8. هوشمندسازی Processor Sensors AI: Artificial Intelligence Perception Where is Goal? Planning (A Logical Algorithm) If Goal is in Left side , then TurnLeft If Goal is in Right side , then Turn Right Action Control Robot to Turn Left/Right Actuators ]آشنایی با هوش مصنوعی[

9. Sensors Raw data هوش مصنوعی Perception (Image Processing, Sensor Fusion) Knowledge (certain/uncertain) Planning Reasoning system (Logical/Fuzzy/Probabilistic/statistical) Actions Action/Behavior Execution Controllers Actuator Commands ]آشنایی با هوش مصنوعی[

10. کنترل اتوماتیک(Automatic Control) • با استفاده از مقادیر اندازه گیری شده از حسگرها، عملگرهای مربوطه را به اندازه ای تحریک کنیم که کمیت های کنترلی به مقدار مطلوب خود برسند. • ارتباط بین مقادیر حسگرهاو اندازه تحریک عملگرهابا روابط ریاضی بیان می شود. مدل ریاضی سیستم کنترلی • استخراج معادلات حرکت با استفاده از قوانین مکانیک نیوتونی F m ] آشنایی با کنترل اتوماتیک[

11. کنترلر تناسبی(P:Proportional) • ساده ترین و ضروری ترین کنترل کننده است که اندازه تحریک عملگر(خروجی کنترلی) را متناسب با خطای مقدار حسگرها نسبت به مقدار مطلوب آن(ورودی کنترلی) اعمال می کند کنترلر تناسبی برای کنترل سرعت یک جسم از طریق اعمال نیرو F m ] آشنایی با کنترل اتوماتیک[

12. مهارت های تئوری • آشنایی با علوم کامپیوتری و مبحث طراحی الگوریتم • طراحی فلوچارت و الگوریتم • آشنایی با مبحث هوش مصنوعی • طراحی الگوریتم های استدلال منطقی(Logical Reasoning) • طراحی الگوریتم های منطق فازی، احتمالاتی و آماری • آشنایی با مبحث کنترل • کنترل کننده های خطی P، PD و PID • آشنایی مقدماتی با مبحث الکترونیک • شناخت عملکرد انواع المان های الکترونیکی • شناخت انواع سیگنالهای ارتباطی دیجیتال و آنالوگ ]مهارت های مورد نیاز برای هوشمندسازی[

13. مهارت های عملی • مهارت های برنامه نویسی • به زبانهای C و Basic برای کار با میکرو کنترلرها • به زبان های C# ، VB.Net و یا Visual C++ و Delphi برای کار با کامپیوتر • مهارت برنامه نویسی سخت افزار • نحوه کار با ورودی و خروجی ها (Ports ، Keyboard ، Monitor) • مهارت های مکاترونیک • آشنایی با انواع حسگرها و عملگر • آشنایی با بردهای الکترونیک از دید وروی-خروجی مانند • بردهای ورودی و خروجی(I/O) و دریافت اطلاعات(DAQ: Data Acquisition) • بردهای کنترل حرکت موتور(Motion Controller) • کار با انواع میکروکنترلرهای ARM، AVR و PIC ]مهارت های مورد نیاز برای هوشمندسازی[

14. پایان کارگاه آموزشی هوشمندسازی ربات ها خسته نباشید