7M07104 Роботы и робототехнические системы в АТУ

Дисциплины

• Иностранный язык (профессиональный)

  Цель: формирование навыков коммуникации на иностранном языке в профессиональной среде и в обществе в целом, написания и презентации научных работ. Структура и стилистические особенности научной статьи на иностранном языке. Интерпретация информации из звучащей иноязычной речи по специальности. Перевод текстов научно-технического профиля по специальности с английского на казахский или русский язык. Передача на английском языке содержание казахского или русского текста по специальности (устное реферирование). Написание научных статей и выступления с научными докладами на конференциях на иностранном языке

  Год обучения - 1
  Семестр - 1
  Кредитов - 4
  

• Современные гуманоидные роботы

  Целью дисциплины является исследование и понимание феномена гуманоидных роботов в контексте их влияния на современное общество и будущее человечества. В ходе изучения обучающиеся не только осваивают технические аспекты конструирования и программирования гуманоидных роботов, но и изучают их влияние на социальные, этические и культурные аспекты нашей жизни. Обучающиеся проанализируют влияние гуманоидных роботов на различные сферы жизни, включая медицину, образование, промышленность, искусство и развлечения, изучают вопросы эргономики и дизайна, чтобы понять, как создавать роботов, которые будут не только функциональными, но и приятными и безопасными для взаимодействия с людьми.

  Год обучения - 1
  Семестр - 1
  Кредитов - 5
  

• Методы проведения эксперимента

  Целью дисциплины Методы проведения эксперимента является ознакомление обучающихся с основными методологическими подходами к планированию, проведению и анализу экспериментальных исследований в различных областях науки и техники. Дисциплина направлена на формирование у обучающихся навыков разработки экспериментальных процедур, выбора соответствующих методов сбора и анализа данных, а также критической оценки результатов экспериментов.

  Год обучения - 1
  Семестр - 1
  Кредитов - 5
  

• Современные мобильные роботы

  Данная дисциплина нацелена на изучение современных тенденций и технологий в области мобильных роботов, а также на освоение обучающимися углубленных знаний о конструировании, программировании и применении мобильных роботов в различных сферах человеческой деятельности. Обучающиеся будут подготовлены к профессиональной работе в области робототехники и исследований, а также развить их умения в области технического проектирования, программирования и анализа систем мобильных роботов. Обучающихс в ходе изучения данной дисциплины углубляют свои знания в области мехатроники, электроники, программирования и искусственного интеллекта, применяемых в создании и управлении мобильными роботами, изучают основные принципы функционирования мобильных роботов, включая механическую конструкцию, датчики, системы управления и навигации.

  Год обучения - 1
  Семестр - 1
  Кредитов - 5
  

• Методология научных исследований

  Целью дисциплины Методология научных исследований является обеспечение обучающихся магистратуры необходимыми знаниями и навыками для проведения качественных исследований в своей области специализации. Дисциплина направлена на формирование у обучающихся понимания основных методологических подходов, принципов организации и планирования исследований, а также умения применять разнообразные методы анализа данных и оценки результатов исследований.

  Год обучения - 1
  Семестр - 1
  Кредитов - 5
  

• Педагогика высшей школы

  Цель: сформировать навыки педагогического мастерства на основе современных педагогических технологий организаций высшего и послевузовского образования. Теоретико-методологические основы педагогики высшей школы и общеметодологических принципов и приоритетной стратегии развития педагогического образования. Основы дидактики высшей школы, сущность и приоритетные стратегии воспитания студентов. Тенденции развития высшего педагогического образования. Современные методики и технологии организации и реализации учебно-воспитательного процесса в высшей школе.

  Год обучения - 1
  Семестр - 1
  Кредитов - 4
  

• История и философия науки

  Цель: формирование у магистрантов целостного, философского понимания сущности, происхождения и развития науки, представления о многообразии наук, особенностях современного состояния науки, ценностях научной рациональности. Базовый понятийный аппарат истории и философии науки. История развития познавательных программ мировой и отечественной философской мысли, проблем современной философии науки и основных направлений специализированного знания. Знания социально-этических аспектов науки и научной деятельности, моральных, нормативно-ценностных проблем философской и научной мысли, вопросов социальной ответственности ученого и формы ее реализации.

  Год обучения - 1
  Семестр - 1
  Кредитов - 4
  

• Психология управления

  Цель: формирование навыков организации работы коллектива исполнителей, выбора, обоснования, принятия и реализации управленческих решений в условиях различных мнений. Теоретико-методологические основы психологии управления - знакомство с различными концепциями, с основными понятиями, закономерностями психологии управления. Индивидуальная управленческая концепция руководителя. Структура коллектива и социально-психологический климат в коллективе. Методики психологического исследования в сфере управленческой деятельности и взаимодействия, межличностные отношения в группе.Актуальные проблемы психологии управления.

  Год обучения - 1
  Семестр - 1
  Кредитов - 4
  

• Нанороботы

  Цель дисциплины: изучение передовых технологий в области наноробототехники и их применения в медицине, промышленности, информационных технологиях и науке. Обучающиеся изучат материалы и технологии, используемые для создания нанороботов, включая методы нанофабрикации и миниатюризации компонентов; исследование биосовместимых материалов и методов интеграции механических, электронных и биологических систем для управления нанороботами. Также будут освоены принципы работы нанороботов: конструирование, функционирование, передвижение и взаимодействие с окружающей средой; методы конструирования и функционирования нанороботов: использование передовых методов для создания нанороботов, включая литографию, химическое осаждение и самоорганизацию; передвижение и управление нанороботами.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 5
  

• Методы искусственного интеллекта в робототехнике

  Цель дисциплины Методы искусственного интеллекта в робототехнике предоставить магистрантам углубленные знания и практические навыки по использованию методов искусственного интеллекта (ИИ) для разработки и управления робототехническими системами. В рамках дисциплиныобучающиесяизучат основные принципы ИИ, такие как машинное обучение, нейронные сети, алгоритмы оптимизации и распознавание образов, а также их применение в конкретных областях робототехники, включая автономных роботов, роботизированное производство и медицинскую робототехнику.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 5
  

• Современные нанотехнологии

  Цель дисциплины: изучение современных достижений в области нанотехнологий и их применения в различных отраслях науки, техники и медицины. Основная цель состоит в том, чтобы предоставить обучающимся глубокие знания о фундаментальных принципах наноматериалов, наноэлектроники, наномеханики и других областей нанотехнологий, а также обучить их практическим навыкам в области проектирования, синтеза и характеризации наноматериалов и устройств. Особое внимание уделяется различным областям применения нанотехнологий, таким как наноэлектроника, наномеханика, нанофотоника, нанобиотехнологии и наномедицина. Обучающиеся изучают основные принципы работы наноустройств, такие как квантовые точки, нанотрубки, нанодротики и наносистемы на основе биомолекул. В рамках дисциплины также изучают методы проектирования и моделирования наноустройств с использованием компьютерных программ и симуляторов. Будут освоена теория наноматериалов и наноструктур и изучены способы применения их для создания новых материалов и устройств с уникальными свойствами и функциями.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 5
  

• Механика мобильных роботов

  Цель дисциплины: изучение принципов конструирования, моделирования и управления механикой мобильных роботов. Основная цель состоит в том, чтобы предоставить студентам глубокие знания о механических особенностях различных типов мобильных роботов и научить их применять эти знания для разработки инновационных решений в области робототехники. Обучающиеся, изучая эту дисциплину, осваивают основные принципы механики мобильных роботов, включая механику колесных, ногатых, гусеничных и других типов подвижных систем. Они изучают основные элементы конструкции мобильных роботов, такие как подвеска, приводы, механизмы передачи движения и системы управления. Особое внимание уделяется моделированию и анализу движения мобильных роботов в различных условиях окружающей среды. Обучающиеся изучают основы кинематики и динамики мобильных роботов, а также различные методы их математического моделирования с использованием компьютерных программ и симуляторов.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 5
  

• Динамика систем твердых тел и роботов

  Цель дисциплины: изучение динамических свойств систем твердых тел и их применения в области робототехники. Основная цель состоит в том, чтобы предоставить обучающимся глубокие знания о принципах динамики механических систем и научить их применять эти знания для анализа и управления движением роботов. Обучающиеся, изучая эту дисциплину, углубляют свои знания в области динамики твердых тел, включая принципы работы механических систем, кинематику и динамику движения. Они изучают основные законы Ньютона, принципы сохранения импульса и энергии, а также различные методы математического моделирования и анализа динамических систем. Особое внимание уделяется применению принципов динамики к анализу и управлению движением роботов. Студенты изучают различные типы роботов и их движения, такие как манипуляторы, мобильные роботы, гуманоидные роботы и другие, и анализируют их динамические характеристики и особенности управления. В рамках дисциплины обучющиеся также изучают методы моделирования и симуляции динамических систем с использованием компьютерных программ и симуляторов. Они осваивают основы программирования и алгоритмического управления роботами, а также изучают методы оптимизации и управления движением с целью достижения заданных целей и критериев.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 5
  

• Проектирование робототехнических систем cпециального назначения

  Определение и формализация задач, стоящих перед робототехникой; составление требований к компонентам робототехнических систем; понятие проблем проектирования высокоэффективных мехатронных модулей и систем объектов специального назначения; получение методических основ системного проектирования многокомпонентных интегрированных систем с учетом специфики автоматизированного производства, обоснованного выбора объекта автоматизации и роботизации и всестороннего учета технических, экономических и социальных аспектов.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 5
  

• Технология интеллектуального управления

  Целями освоения дисциплины являются: ознакомление с понятием и современным состоянием развития интеллектуальных систем; основными моделями представления и обработки знаний, позволяющими интеллектуальным системам организовывать вывод решений и синтезировать план выполнения целевой задачи в сложных условиях; методами управления, позволяющими формировать сложные цепочки целенаправленного поведения интеллектуальных систем; основными методами решения задач анализа изображений и распознавания образов.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 5
  

• Синтез и оптимальное проектирование параллельных манипуляторов

  Цель дисциплины: изучение основных принципов синтеза и оптимального проектирования параллельных манипуляторов. Основная цель состоит в том, чтобы предоставить студентам глубокие знания о структуре, кинематике, динамике и управлении параллельными манипуляторами, а также научить их применять эти знания для разработки и оптимизации инновационных решений в области робототехники. Обучающиеся, изучая эту дисциплину, углубляют свои знания в области параллельных манипуляторов, включая принципы их конструкции, кинематику и динамику. Они изучают различные типы параллельных манипуляторов, такие как параллельные манипуляторы с параллельными кинематическими цепями (PKC), параллельные манипуляторы с последовательными кинематическими цепями (PSC) и другие, и анализируют их преимущества и недостатки. Особое внимание уделяется методам синтеза и оптимизации параметров параллельных манипуляторов с целью достижения заданных требований к скорости, точности, нагрузке и другим параметрам. Обучающиеся изучают различные критерии оптимальности и методы их применения для выбора оптимальной конфигурации и параметров манипуляторов. В рамках дисциплины также будут изучены методы управления и планирования движения параллельными манипуляторами с учетом их кинематических и динамических особенностей. Они осваивают принципы проектирования и реализации алгоритмов управления, а также методы оптимизации траекторий и траекторного управления.

  Год обучения - 2
  Семестр - 1
  Кредитов - 5
  

• Цифровая обработка измерительной информации

  Курс Цифровая обработка измерительной информацииориентирован на глубокое изучение принципов и методов цифровой обработки данных, полученных от различных измерительных устройств. Магистранты изучат: дискретизация, квантование и восстановление сигналов; применение преобразования Фурье для анализа частотных характеристик сигналов; спектральный анализ, включая использование быстрого преобразования Фурье (FFT) и его вариаций; изучение цифровых фильтров с конечной и бесконечной импульсной характеристикой (FIR и IIR); разработка алгоритмов для удаления шумов и выделения полезных сигналов из измерительных данных; применение адаптивных фильтров в условиях изменяющихся характеристик сигналов; техники усреднения и сглаживания для уменьшения влияния случайных шумов; применение методов временного и пространственного усреднения в сложных измерительных системах; анализ эффективности различных подходов к сглаживанию данных;

  Год обучения - 2
  Семестр - 1
  Кредитов - 4
  

• Моделирование и исследование робототехнических систем

  Целью дисциплины заключается в изучении методов моделирования, анализа и исследования робототехнических систем. Основная цель состоит в том, чтобы обучить использованию современных инженерных инструментов и математических методов для создания моделей робототехнических систем, а также анализа их характеристик и производительности. Обучающиеся в процессе изучения, углубляют свои знания в области моделирования и исследования робототехнических систем. Они изучают основные концепции и методы создания математических моделей роботов и автоматических систем управления, включая моделирование кинематики, динамики, сенсорных систем и взаимодействия с окружающей средой. Особое внимание уделяется применению различных инженерных инструментов и программных средств для моделирования робототехнических систем. Студенты изучают методы математического моделирования с использованием компьютерных программ и симуляторов, таких как MATLAB/Simulink, SolidWorks, ROS (Robot Operating System) и другие. В рамках дисциплины также будут изучены методы анализа и оценки характеристик робототехнических систем, такие как статическая и динамическая производительность, точность позиционирования, скорость и ускорение, нагрузочная способность и энергоэффективность. Кроме того, в рамках дисциплины обсуждаются методы оптимизации и управления робототехническими системами, включая планирование траекторий, обратную связь, управление движением и координацию многороботных систем.

  Год обучения - 2
  Семестр - 1
  Кредитов - 5
  

• Управление разработками робототехнических комплексов

  Цель дисциплины: изучение основных принципов и методов управления процессом разработки робототехнических комплексов. Основная цель состоит в том, чтобы обучить обучающихся современным подходам к управлению проектами в области робототехники, а также предоставить им необходимые знания и навыки для успешного управления процессом создания и внедрения робототехнических систем. Обучающиеся, изучая эту дисциплину, углубляют свои знания в области управления проектами, применяемого в контексте разработки и внедрения робототехнических комплексов. Они изучают основные концепции управления проектами, такие как планирование, оценка рисков, контроль и управление изменениями, а также их применение в контексте разработки робототехнических систем. Особое внимание уделяется методам управления жизненным циклом проекта, включая стадии и процессы, такие как инициация, планирование, выполнение, контроль и завершение. Обучающиеся изучают различные подходы к управлению проектами, такие как традиционные (например, модель водопада) и гибкие (например, методологии Agile), и анализируют их применимость к робототехническим проектам.

  Год обучения - 2
  Семестр - 1
  Кредитов - 5
  

• Обработка изображений и задачи компьютерного зрения

  Курс Обработка изображений и компьютерное зрениенацелен на обучение теоретическим основам и практическим навыкам в области обработки изображений и компьютерного зрения. Магистранты изучат передовые методы и технологии, применяемые в анализе визуальной информации, что включает в себя изучение алгоритмов обработки, сегментации, распознавания образов и трехмерной реконструкции, необходимые для разработки интеллектуальных робототехнических систем. За период освоения дисциплины магистранты изучат: основные концепции и методы цифровой обработки изображений, включая дискретизацию, квантование и восстановление изображений; преобразования изображений: преобразование Фурье, вейвлет-преобразование и их применение в анализе изображений; фильтрация изображений для удаления шумов и улучшения качества изображений; техники повышения резкости, контрастности и других характеристик изображений;

  Год обучения - 2
  Семестр - 1
  Кредитов - 4
  

• Математическое моделирование и оптимизация движения роботов

  Курс Математическое моделирование и оптимизация движения роботов предназначен для изучения принципов проектирования и анализа механических систем с помощью разработанного специального физико-математического аппарата SimMechanics, пакета расширения системы Simulink для физического моделирования. Магистранты изучат: основные алгоритмы математического моделирования, использование методов вычислительной механики и математического моделирования в технических приложениях; составление уравнений, адекватно описывающих движения роботов,с применением необходимого математического аппарата; решения типовых задач по основным разделам курса; анализ моделей мехатронных и робототехнических систем на разных уровнях моделирования.

  Год обучения - 2
  Семестр - 1
  Кредитов - 5
  

• Промышленный IoT

  Дисциплина Промышленный IoT изучает основные принципы и архитектуру интернета вещей и облачных платформ искусственного интеллекта, а также возможности и особенности организации гибридных решений на их основе. Дисциплина рассматривает правовые, технические и прикладные аспекты решений в области интернета вещей с применением искусственного интеллекта, а также вопросы глобальной конкуренции, этики и обеспечения безопасности. Современные платформы технологий интернета вещей. Преимущества, эффективность, условия и результаты внедрения. Компоненты, достоинства и недостатки. Алгоритмизация и анализ данных на всех уровнях.

  Год обучения - 2
  Семестр - 1
  Кредитов - 5
  

• Технологии автоматизации и роботизации технических систем

  Цель дисциплины: изучение современных технологий, методов и инструментов автоматизации и роботизации технических систем. Основная цель состоит в том, чтобы обучить современным подходам и технологиям автоматизации производственных и технических процессов с использованием роботов и автоматических систем управления. Обучающиеся, изучая эту дисциплину, углубляют свои знания в области современных технологий автоматизации и роботизации технических систем. Они изучат основные концепции и принципы работы роботов и автоматических систем, а также их применение в различных отраслях промышленности, производства и сервиса. Особое внимание уделяется методам проектирования, моделирования и программирования роботов и автоматических систем управления. Обучающиеся изучают различные типы роботов, их структуру, принципы работы и возможности применения, а также осваивают инструменты и техники программирования и настройки робототехнических систем. В рамках дисциплины обучающиеся также изучают методы интеграции и управления роботами и автоматическими системами в производственных и технических процессах. Они изучают основы проектирования и разработки систем управления, а также методы оптимизации и управления производственными процессами с использованием роботов и автоматических систем.

  Год обучения - 2
  Семестр - 1
  Кредитов - 5
  

• Smart технологии

  Цель дисциплины: изучение современных инновационных технологий, которые объединяют в себе цифровые, информационные и коммуникационные решения для создания умных и интеллектуальных систем. Основная концепция состоит в обучении концепциям, принципам и методам разработки и применения smart-технологий в различных областях жизнедеятельности. Обучающиеся, изучая данную дисциплину, углубляют свои знания в области умных технологий и их применения. Они знакомятся с основными концепциями и понятиями в области Smart сред, такими как Интернет вещей (IoT), Интернет всего (IoE), большие данные (Big Data), искусственный интеллект (AI), машинное обучение (ML) и др. Особое внимание уделяется применению smart-технологий в различных сферах, таких как умные города, умные здания, умное здравоохранение, умное производство, умное сельское хозяйство, умный транспорт и т. д. Обучающиеся изучают принципы проектирования, разработки и внедрения умных систем в этих областях.

  Год обучения - 2
  Семестр - 1
  Кредитов - 5
  

• САПР манипуляторов и робототехнических систем

  Цель дисциплины: изучение принципов проектирования, моделирования и анализа манипуляторов и робототехнических систем с использованием систем автоматизированного проектирования (САПР). Основная цель приобретение студентами глубоких знаний о методах проектирования и оптимизации робототехнических систем с помощью современных программных средств и технологий. Обучающиеся, изучая эту дисциплину, осваивают основные принципы и методы работы с системами автоматизированного проектирования, используемыми для создания манипуляторов и робототехнических систем. Они изучают функциональные возможности и особенности работы различных программных продуктов, таких как SolidWorks, Autodesk Inventor, CATIA, MATLAB/Simulink и другие. Особое внимание уделяетсяпроектированию и моделированию механических частей манипуляторов и робототехнических систем, таких как механизмы привода, звенья, суставы и эффекторы. Также, изучают методы создания трехмерных моделей, анализа напряженно-деформированного состояния и оптимизации конструкций с использованием САПР. В рамках дисциплины студенты также изучают методы проектирования и оптимизации систем управления робототехническими системами, включая алгоритмы управления, планирования движения и принятия решений. Они осваивают принципы моделирования динамических процессов и анализа характеристик систем управления с помощью математических и компьютерных моделей.

  Год обучения - 2
  Семестр - 1
  Кредитов - 5
  

Профессии

Результаты обучения

• Внедряет инновационные и интерактивные методы обучения в образовательный процесс, демонстрирует навыки обучения, необходимые для самостоятельного продолжения дальнейшего обучения в профессиональной области.
• Способен совершенствовать и развивать интеллектуальные и аналитические способности, формировать культуру научного мышления, пользоваться литературной, деловой письменной и устной речью на государственном и иностранном языках.
• Проводит научные исследования, сложные эксперименты и наблюдения с применением аналитических и численных методов, интерпретирует данные исследований для решения научных и практических задач в области автоматизации.
• Осуществляет сбор и интерпретацию информации для формирования суждений с учетом социальных, этических и научных соображений, способен к обобщению, анализу, критическому осмыслению, систематизации, прогнозированию при постановке целей в сфере профессиональной деятельности.
• Применяет современные программные продукты и новейшие технологии для проектирования и конструирования деталей и узлов роботов и робототехнических систем
• Использует методы исследования и моделирования мехатронных и робототехнических систем различного назначения, в том числе, обладающими элементами искусственного интеллекта и технического зрения; разрабатывая перспективные алгоритмы и способы управления мехатронными и робототехническими системами.
• Проводит самостоятельные исследования в области робототехники и мехатроники, модернизацию существующих робототехнических и мехатронных систем с внедрением новых методов цифровой обработки сигналов с элементами искусственного интеллекта
• Разрабатывает кинематические и структурные схемы роботов и робототехнических систем, проектные расчеты и технико-экономические обоснования технических решений, используя инновационные методы обработки материалов в соответствии с техническим заданием