Východiska předmětu Autonomní robotika

Těžiště vysvětlované látky v předmětu Autonomní robotika je ve způsobu řízení robotů se značnou dávkou autonomie, a to na základě senzorických pozorování ze světa robotu(ů), umělého vnímání, ovlivňování světa robotu(ů) akčními zásahy a především uzavíráním kognitivních zpětných vazeb pro realizaci cílů zadaných zvenku. Autonomní robotiku tedy chápu jako využití cyklu vnímání ↔ akce. Autonomní robotika stejně jako předmět stejného jména spojuje do prakticky použitelného celku komponenty, které jsou výsledkem několika vědeckých/inženýrských oborů a dovedností. Část z nich někteří studenti předmětu již studovali a znají a s jinými se setkají poprvé. Tato předběžná znalost/zkušenost se liší u jednotlivých studentů.

Předmět proto některé znalosti/dovednosti jen připomene. Nové poznatky Autonomní robotiky jsou především v cílech, tedy formulacích úloh, a způsobu, kterým jsou znalosti/dovednosti spojovány pro řešení těchto úloh.

Průsvitky přednášek jsou v angličtině jsou určeny (1) Studentům magisterského studijního programu Kybernetika a robotika na Fakultě elektrotechnické ČVUT (dále FEL ČVUT). Předmět B3M33ARO jim přednáším ve druhém semestru prvního ročníku; (2) Studentům jiných studijních programů, protože podle zkušenosti s mými předchozími učebními texty předpokládám, že skriptum budou využívat i jiní na ČVUT a další univerzity v Česku i Slovensku; (3) Dalším čtenářům, především z průmyslu ale i lidem s obecným zájmem o robotiku a nové technologie. Na pozadí postupně pracuji na učebním textu v češtině, který ještě není ve stavu hodném zveřejnění.

Předmět Autonomní robotika je jedním ze tří předmětů povinných pro všechny studenty programu Kybernetika a robotika. Studenti vstupující do předmětu prošli rozdílným studiem a o robotice mají různou znalost. Mezi studenty bývá zhruba čtvrtina, kteří již v bakalářském studiu na FEL ČVUT studovali program Kybernetika a robotika a jeho obor Robotika. Další zhruba polovina studentů studovala jiné obory na FEL ČVUT. Další čtvrtina studentů typicky přichází po bakalářském studiu z jiných fakult a univerzit s velmi rozličnými znalostmi.

Studenti, kteří na FEL v programu Kybernetika a robotika studovali obor Robotika, již mají rozhled a detailní znalosti z kinematiky, diferenciální kinematiky (předmět Robotika Ing. Vladimír Smutný, Ph.D.), z modelování a řízení robotů jako dynamického systému (A3B33DRR Dynamika a řízení robotů, prof. Zbyněk Šika z Fakulty strojní ČVUT).

Věřím, že materiály předmětu budou užitečné i studentům, kteří nenavštěvují naši Autonomní robotiku, stejně jako odborníkům z praxe. Možná si text přečtou i lidé z jiných oborů, jež všeobecně populární robotika zajímá.

Ze skladby studentů předmětu a jeho zaměření lze vyvodit, že Inteligentní robotika má většině studentů, zhruba jejich třem čtvrtinám, poskytnout rámcový přehled o “vyšším řízení v robotice”, tedy jak se navrhují, řídí a provozují řídí člověkem vytvářené inteligentní autonomní stroje. Jelikož je tato znalost dnes považována za klíč k budoucím autonomně pracujícím a s člověkem kooperujícím strojům, je naděje, že poznání nabyté v předmětu pravděpodobně ve své práci využijí skoro všichni jeho studenti.

Předmět je rozdělen do jednotlivých přednášek s různorodou mírou detailu. V několika přednáškách formuluji řešenou úlohu a na přehledové úrovni poskytnu výčet používaných řešení a odkáži na příslušné učebnice a někdy i na původní vědecké práce. V některých přednáškách spojuji jednotlivé komponenty do větších celků řešících praktické úlohy. V oblasti vyššího robotického řízení často neexistuje jen jedno nejlepší řešení. Předmět také nabídne celistvý pohled, který snad dovolí studentovi orientovat se i ve složitých aplikačních robotických a jiných kybernetických úlohách.