6B07110 Робототехнические системы в КазНУ им. аль-Фараби

Дисциплины

• Линейная алгебра и аналитическая геометрия

  Цель: обеспечить базовую общую математическую ориентацию, познакомить с основами высшей алгебры и развить способность применять метод векторной алгебры и метод координат аналитической геометрии в решении задач. Задачи: решать примеры с комплексными числами, исследовать системы уравнений и находить их решения, вычислять определители, выполнять действия с матрицами и вычислять обратную матрицу.

  Год обучения - 1
  Семестр - 1
  Кредитов - 6
  

• Математический анализ 1

  Цель: формирование фундаментальных знаний по математическому анализу и практических навыков применения полученного математический аппарата к решению конкретных задач. В данном курсе будут изучены: теория последовательностей и функций одной переменной, пределы и непрерывности функции, производная, дифференциал, основные теоремы дифференциального исчисления, разложение функции по формуле Тейлора; исследование функции с использованием производной.

  Год обучения - 1
  Семестр - 1
  Кредитов - 5
  

• Экология и безопасность жизнедеятельности человека

  Цель – сформировать ряд ключевых компетенций, базирующихся на современных концепциях природопользования, реализующих принципы гармоничной оптимизации условий взаимодействия человека с природой. Будут изучены: принципы устойчивого развития, сохранения и воспроизводства природных ресурсов для обеспечения безопасности жизнедеятельности человека, способы оценки и минимизации рисков, защиты от опасностей, мероприятия по ликвидации последствий аварий, катастроф, стихийных бедствий, охране окружающей среды и рациональному природопользованию.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 5
  

• Физика

  Цель: формирование основ об естественно-научной картине мира, знаний об основных законах физики и навыков практического применения их при решении задач. Будут изучены: основные физические явления, основные законы физики; применение законов в практических приложениях; физические величины, константы, их определение, смысл, способы, единицы измерения; физические опыты и их роль в развитии науки.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 5
  

• Учение Абая

  Цель дисциплины - сформировать у будущих специалистов компетенцию применения своих профессиональных знаний, пониманий и способностей в целях укрепления единства и солидарности страны, повышения интеллектуального потенциала общества. Будут изучены: понятие об учении Абая; источники учения; составные части учения Абая; категории учения Абая; измерительные приборы учения Абая; сущность и значение учения Абая.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 5
  

• Методы научных исследований

  Цель - сформировать навыки в познавательной деятельности в сфере науки. Использовать методы научных исследований для понимания и усвоения информации. Уметь описывать объект исследования. Владеть методами поиска, обработки научной информации, систематизации, анализа, синтеза для получения объективного содержания научного знания. Применять аналитические и практические методы исследования и системы аргументации для обоснования, утверждения, оценки.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 5
  

• Аль-Фараби и современность

  Цель дисциплины: формирование у студентов представлений о научно-философском наследии великого тюркского мыслителя Абу Насра аль-Фараби в контексте развития мировой и национальной культуры. Будут изучены особенности наследия аль-Фараби и его влияние на формирование тюркской философии, характер влияния восточной философии на Европейский Ренессанс; традиционные и современные проблемы истории национальной и мировой философии.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 5
  

• Предпринимательство

  Цель: формирование практических навыков осуществления предпринимательской деятельности на основе изучения теории и практики предпринимательства. Студент будет способен: использовать возможности рынка, соответствующие их личным интересам и способностям; принять первоначальное решение о начале бизнеса; эффективно работать в рамках действующих правовых норм; определять и оценивать потенциальные рыночные возможности стартапа.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 5
  

• Введение в робототехнику

  Цель дисциплины: обеспечить целостное понимание базовых категорий и принципов построения, создания, внедрения и применения роботов и робототехнических систем. Будут изучены: вопросы, связанные с изучением основных терминов робототехники, определения и терминология в робототехнике, области применения роботов и робототехнических систем, классификации роботов и робототехнических систем, промышленных роботов, роботов непромышленного назначения, конструкции роботов.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 5
  

• Математический анализ 2

  Дисциплина направлена на изучение неопределенных интегралов, методов интегрирования. Будут рассмотрены: длина дуги, объемы и площади поверхностей тел вращения, последовательности и бесконечный ряд, ряд Тейлора, векторы и аналитическая геометрия в трехмерном пространстве, функции нескольких переменных, частные производные, производные по направлениям, касательная плоскости, экстремальные значения, двойные интегралы.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 5
  

• Основы финансовой грамотности

  Цель дисциплины - сформировать у обучающихся рациональное финансовое поведение на основе понимания финансовой информации, а также способности критически оценивать и анализировать процессы, связанные с защитой их прав и интересов в качестве потребителей финансовых услуг посредством использования финансовых инструментов в том числе цифровых технологий.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 5
  

• Правовые основы противодействия коррупции

  Цель дисциплины: сформировать ответственное отношение, способность демонстрировать на практике применение принципов, норм антикоррупционного законодательства в целях предупреждения коррупционных правонарушений, формирования нетерпимости к коррупционным проявлениям, антикоррупционной культуры, гражданской ответственности. Будут изучены: антикоррупционное законодательство, система и деятельность субъектов противодействия коррупции, причины и условия, способствующие коррупции, антикоррупционная политика, международный опыт борьбы с коррупцией.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 5
  

• Теоретическая механика

  Цель: изложить фундаментальные закономерности дисциплины, ее генезис и главные теоретические аспекты, включая общие и специальные математические методы. Теоретическая и прикладная механика изучает общие законы механического движения и взаимодействия, которые являются общими для любых материальных тел. Будут рассматриваются механические движения их предполагаемых простых моделей вместо сложных структур физических тел.

  Год обучения - 2
  Семестр - 3
  Кредитов - 6
  

• Обыкновенные дифференциальные уравнения

  Цель: формирование современных теоретических знаний в области обыкновенных дифференциальных уравнений и практических навыков в решении и исследовании их основных типов, ознакомление с навыками математического моделирования прикладных задач с помощью дифференциальных уравнений, анализ полученных результатов. Будут изучены: дифференциальные уравнения первого порядка; теории системы ДУ; линейные ДУ с частными производными первого порядка.

  Год обучения - 2
  Семестр - 3
  Кредитов - 5
  

• CAD/CAM

  Цель дисциплины: проведение модернизации мехатронных и робототехнических устройств и систем, их перепрограммирования, обучения и интеграции в автоматизированную систему CAD/CAM. Будут изучены: 2D и 3D преобразования; моделирование кривых, поверхностей и твердых тел; вспомогательные операторы, использование различных пакетов программного обеспечения; проектные и расчетные работы на базе общепринятых подходов сквозного CAD/CAM проектирования.

  Год обучения - 2
  Семестр - 3
  Кредитов - 5
  

• Сигналы и системы

  Цель: формированиe знаний и профессиональных компетенции по цифровым обработкам сигналов, выяснение роли и значения цифровой обработки сигналов в приеме и передаче информации, особенностей и преимуществ цифрового представления сигналов, изучение алгоритмов цифровых преобразований, реализация цифровой обработки в телекоммуникационных, информационно-измерительных, радиофизических системах и ее применение в различных областях науки, техники и производства.

  Год обучения - 2
  Семестр - 4
  Кредитов - 5
  

• Теория механизмов и машин

  Цель: формирование знаний о механизмах, их структуре, методах анализа и синтеза, изучение методов исследования свойств механизмов и машин, проектирования их схем, развитие навыков самостоятельного решения технических задач и логического мышления. Будут изучены: Основы строения машин и механизмов. Кинематические характеристики механизмов. Силовой анализ и уравновешивание механизма. Исследование движения машин и механизмов.

  Год обучения - 2
  Семестр - 4
  Кредитов - 5
  

• Электроника

  Цель: формирование знаний по основам электроники, цифровой обработки сигналов, методам проектирования и расчета электронных устройств, приобретение навыка работы с основными электронными измерительными приборами. Будут изучены: параметры и характеристики полупроводниковых приборов; элементы цифровой техники, расчет параметров полупроводниковых и электронных приборов по их вольтамперным характеристикам; электронные, усилительные, преобразовательные устройства, сигналы и системы.

  Год обучения - 2
  Семестр - 4
  Кредитов - 6
  

• Автоматическое управление

  Цель дисциплины: усвоение современных знаний по теории автоматического управления, принципов построения и методов исследования систем автоматического регулирования и управления; иметь представление об основных принципах САРУ и тенденциях развития САРУ техническими объектами и их элементной базы. Будут изучены: основные принципы и методы построения математических моделей САРУ, проектирование автоматических систем современными методами.

  Год обучения - 3
  Семестр - 5
  Кредитов - 5
  

• Цифровое проектирование

  Цель дисциплины: формировать навыки в разработке аппаратного и программного обеспечения для роботов и робототехнических систем, владеть принципами построения цифровых устройств. В данном курсе рассматриваются типы цифрового проектирования, управление электроникой, создание и использование моделей роботов, использование разных сенсоров,локализирование, навигация и планирование, программирование роботов.

  Год обучения - 3
  Семестр - 5
  Кредитов - 6
  

• Системы автоматического регулирования

  Цель дисциплины: изучение основ теории, принципов построения и функционирования, методов анализа и синтеза систем автоматического регулирования и управления (САРУ). Будут изучены: представления о принципах построения и функционирования САРУ; методы анализа и синтеза САРУ; методы и средства разработки систем автоматического управления; проектирование автоматических систем современными методами.

  Год обучения - 3
  Семестр - 5
  Кредитов - 5
  

• Механика материалов

  Цель дисциплины: овладение теоретическими основами и практическими методами расчетов на прочность, жесткость и устойчивость элементов робототехнических систем, конструкций и машин при простейших видах нагружения, а также ознакомление с современными подходами к расчету сложных систем. Будут изучены: осевое растяжение-сжатие стержней; кручение круглых стержней; плоский изгиб балок; механические характеристики материалов.

  Год обучения - 3
  Семестр - 5
  Кредитов - 5
  

• Электротехника

  Цель: формировать способность читать структурные, монтажные и простые принципиальные электрические схемы; рассчитывать и измерять основные параметры простых электрических, магнитных и электронных цепей для разработки электрических частей роботов и робототехнических систем. Будут изучены: электрические цепи постоянного, переменного токов, электротехнические устройства, магнитные цепи, расчет и анализ параметров электрических цепей используя компьютерные программы.

  Год обучения - 3
  Семестр - 5
  Кредитов - 5
  

• Электрические цепи

  Цель дисциплины: формировать способность выбирать необходимые электротехнические, электронные, электроизмерительные устройства, уметь их правильно эксплуатировать и составлять технические задания на разработку электрических частей роботов и робототехнических систем. Будут изучены: электричество, магнетизм, электрические цепи постоянного и переменного токов, расчет и измерение параметров и характеристик линейных и нелинейных электрических цепей; расчет цепей.

  Год обучения - 3
  Семестр - 5
  Кредитов - 5
  

• Алгоритмизация и программирование

  Цель дисциплины: получение информации о логике построения программы, принципах составления программ; понимание основных положений и принципов составления алгоритма и разработки программ, получение навыка обработки и анализа информации с применением программных средств, навыка создания завершенной прикладной программы. Будут изучены: основы программирования на языке C ++, создания алгоритмов и их реализация.

  Год обучения - 3
  Семестр - 5
  Кредитов - 5
  

• Программирование на языке Java

  Цель: формировать системы понятий, знаний, умений и навыков в области современного программирования, включающего в себя методы проектирования, анализа и создания программных продуктов на языке Java, основанные на использовании объектно-ориентированной методологии. Будут изучены: основные понятия и характеристики современного программного обеспечения технологии Java; объектно-ориентированное проектирование и программирование, разработка графического интерфейса пользователя.

  Год обучения - 3
  Семестр - 5
  Кредитов - 5
  

• Механика роботов

  Цель дисциплины: изучить современные методы анализа кинематики и динамики робототехнических и мехатронных систем. Будут изучены: манипуляционные роботы, прямая и обратная задача, рабочее пространство робота и планирование траектории манипулятора, решение задачи кинематики с помощью компьютерных технологий, определение рабочего пространства робота, планирование траектории движения робота, анализ полученных результатов.

  Год обучения - 3
  Семестр - 5
  Кредитов - 5
  

• Микропроцессорная техника

  Цель дисциплины: получить знаний в области микропроцессорной техники, формировать навыков в вопросах проектирования микропроцессорной техники управления роботами. Будут изучены: архитектуры и интерфейс микропроцессора, микроконтроллеров, системы команд микропроцессора; принципов построения модульных микропроцессорных систем; методика разработки принципиальных схем аппаратных средств, разработка и отладка программных средств микропроцессорных систем, реализующих алгоритмы управления.

  Год обучения - 3
  Семестр - 6
  Кредитов - 5
  

• Встроенные системы

  Цель дисциплины: сформировать способность проводить исследования работы цифровых устройств и проверку их на работоспособность, разрабатывать схемы цифровых устройств на основе интегральных схем разной степени интеграции. Будут изучены: представление о встраиваемых системах, их аппаратные особенности, обзор программных средств, используемых для разработки и отладки программного обеспечения встраиваемых систем, программные компоненты встраиваемых систем.

  Год обучения - 3
  Семестр - 6
  Кредитов - 5
  

• Мехатроника

  Цель: знакомство с основными понятиями мехатроники, освоение принципов проектирования, конструирования и управления мехатронными системами, формирование современных представлений и навыков в области комплексной автоматизации производственных процессов различного назначения с применением современных мехатронных устройств. Будут изучены: предпосылки развития мехатроники; мехатронные модули движения; современные мехатронные системы; современные методы управления мехатронными модулями и системами.

  Год обучения - 3
  Семестр - 6
  Кредитов - 5
  

• Автоматизированное проектирование робототехнических систем

  Цель дисциплины: сформировать способность в обучении принципам и методам автоматизированного проектирования роботов и робототехнических систем с использованием современных технических средств и программных продуктов. Будут изучены: машинное проектирование роботов и робототехнических систем, основанной на использовании современных автоматизированных программ; построение моделей, нахождение ошибки проектирования, в изучении автоматизированного проектирования при создании робототехнических систем.

  Год обучения - 3
  Семестр - 6
  Кредитов - 5
  

• Микропроцессоры

  Цель дисциплины: формирование знаний по вопросам применения микропроцессоров в робототехнических системах. Будут изучены: архитектура микропроцессоров; иерархическая структура и принципы управления микропроцессоров в мехатронике и робототехнике; оценка возможности микропроцессоров в составе сложных мехатронных управляющих систем; методы и средства модульного проектирования мехатроники, робототехники и программного обеспечения микропроцессоров.

  Год обучения - 3
  Семестр - 6
  Кредитов - 5
  

• Приводы роботов

  Цель дисциплины: моделирование, проектирование и эксплуатация приводов роботов и робототехнических систем. Будут изучены: конструкций электрических, гидравлических, пневматических, мехатронных и гибридных приводов и их основных характеристик, получение математических моделей типов приводов для задач проектирования мехатронных систем, разработка структурных схем приводов; расчет статических и динамических характеристик; выбор элементов с учетом условий.

  Год обучения - 3
  Семестр - 6
  Кредитов - 5
  

• Проектирование роботов и робототехнических систем

  Цель дисциплины: сформировать способность в обучении принципам и методам проектирования роботов и робототехнических систем, коллаборативных робототехнических систем с использованием современных технических средств и программных продуктов. Будут изучены: машинное проектирование роботов и робототехнических систем, основанной на использовании современных автоматизированных программ; построение моделей; изучение автоматизированного проектирования для создании робототехнических систем.

  Год обучения - 3
  Семестр - 6
  Кредитов - 5
  

• Микропроцессорная схемотехника

  Цель: знать современную схемотехнику цифровых устройств, параметры, характеристики, особенности применения; основы схемотехнического проектирования цифровых схем. Будут изучены: теоретические основы микропроцессорной техники; представление о развитии интегральной цифровой схемотехники, об архитектуре и программировании типовых микропроцессорных систем, о методах автоматизированного моделирования и проектирования электронных схем, базовые логические элементы, комбинационные микросхемы, сложные микропроцессорные системы.

  Год обучения - 3
  Семестр - 6
  Кредитов - 5
  

• Проектирование мехатронных систем

  Цель дисциплины: изучение методов и компьютерных технологий моделирования и проектировать мехатронную систему; выбирать необходимые типы мехатронных и робототехнических систем, определять для них способы и системы управления, выполнять расчет и моделирование исполнительных приводов и их основных элементов, включая использование пакетов прикладных программ моделирования, обучение методам конструирования мехатронных систем.

  Год обучения - 4
  Семестр - 7
  Кредитов - 5
  

• Коллаборативные робототехнические системы

  Цель: изучение коллаборативных робототехнических систем, их состав и применение. Будут изучены: «коботы», - новое направление в развитии промышленной робототехники; преимущества перед обычными промышленными роботами предыдущего поколения; задачи, которые может выполнять кобот: перемещение объектов; сортировка объектов; упаковывание; обработка материалов; сборка электроники; объединение роботов и персонала; новые технологии для безопасности и интеграции.

  Год обучения - 4
  Семестр - 7
  Кредитов - 5
  

• Моделирование мехатронных систем

  Цель дисциплины: изучение методов и компьютерных технологий моделирования, разработки и анализа математических моделей устройств, используемых при исследовании, проектировании и эксплуатации мехатронных систем. Будут изучены: принципы, методы построения и исследования моделей мехатронных систем; изучение вопросов, связанных с математическим моделированием, моделированием мехатронных систем на компьютере, технологии компьютерного моделирования; их экспериментальным исследованием.

  Год обучения - 4
  Семестр - 7
  Кредитов - 5
  

• Мобильные роботы

  Цель: формировать базу знаний о мобильных робототехнических систем, состав, аппаратные обеспечения систем управления движением, комплекса базовых технологий, применяемых при создании мобильных роботов. Будут изучены: задачи, решаемые мобильными роботами; мобильные роботы вертикального перемещения; перемещающиеся по произвольно ориентированным поверхностям; для экстремальных ситуаций; транспортно-механические системы мобильных роботов; способы и системы движения по поверхностям.

  Год обучения - 4
  Семестр - 7
  Кредитов - 5
  

• Интеллектуальные роботы

  Цель: изучение и создание интеллектуальных роботов, их состав, аппаратные обеспечения систем управления движением. Будут изучены: виды и создание интеллектуальных роботов, задачи, решаемые интеллектуальными роботами, 3 поколения роботов: программные, адаптивные и интеллектуальные; архитектура домашних, военных роботов, БПЛА, морских, промышленных, космических; роботов-охранников, роботы для игр, роботы для медицины, экзоскелеты, их тенденция развития.

  Год обучения - 4
  Семестр - 7
  Кредитов - 5
  

• Гуманоидные роботы

  Цель: формировать знаний о гуманоидных и интеллектуальных роботах, их применения и конструктивных исполнений, обучение методам расчета параметров гуманоидного и интеллектуального робота. Задачи: приобретение знаний о классификации гуманоидных, интеллектуальных роботов по конструкции и внешнему интерфейсу, знаний о гуманоидных, интеллектуальных роботах различного конструктивного исполнения, приобретение умений расчета движения гуманоидного и интеллектуального робота.

  Год обучения - 4
  Семестр - 7
  Кредитов - 5
  

• Компьютерное зрение

  Цель дисциплины: формировать теоретические знаний и практические навыки в областях машинного и компьютерного зрения и их использование в области робототехники. Будут изучены: Основные компоненты систем компьютерного зрения. Математическое описание изображений. Принципы формирования изображений. Свет и цвет. Анализ изображений. Устранение шумов. Основы анализа изображений в различных спектральных диапазонах. Основы машинного обучения.

  Год обучения - 4
  Семестр - 7
  Кредитов - 5
  

• Программное обеспечение мехатронных и робототехнических систем

  Цель: формировать способность разрабатывать программное обеспечение, необходимое для обработки информации и управления в мехатронных и робототехнических системах, а также для их проектирования. Будут изучены: разработка, создание и использование программного обеспечения для робототехнических и мехатронных систем реализующие алгоритмы управления; обработка результатов с применением современных информационных технологий и технических средств.

  Год обучения - 4
  Семестр - 7
  Кредитов - 5
  

• Искусcтвенный интеллект

  Цель дисциплины: знать основные модели нейронных сетей, методов и алгоритмов их обучения; владеть навыками применять основные модели нейронных сетей. Будут изучены вопросы, связанные с интеллектуализацией, методами представления знаний и их использования при построении современных мехатронных и робототехнических систем, а также связанных с изучением методов искусственного интеллекта, человеческого мышления.

  Год обучения - 4
  Семестр - 7
  Кредитов - 5
  

• Управление роботами и робототехническими системами

  Цель: формировать способность программировать роботов и робототехнических систем, управлять робототехническими системами; планировать траекторий движения манипулятора в декартовом пространстве и в пространстве обобщенных координат; знать основные методы управлений движением робототехнических систем. Будут изучены: основы теории управления, управление робототехническими системами, планирование траекторий манипулятора, управление манипулятора, устройство управления многозвенным роботом, с адаптивным управлением.

  Год обучения - 4
  Семестр - 7
  Кредитов - 6
  

Профессии

Результаты обучения

• Осуществлять комплексный анализ научно-технической информации отечественного и зарубежного опыта в области разработки и исследования роботов, мехатронных и робототехнических систем с целью исследования и разработки новых моделей и совершенствования существующих роботов и робототехнических систем;
• Владеть физико-математическим инструментально-научным аппаратом, необходимым для описания технических характеристик роботов, мехатронных и робототехнических систем;
• Обосновать структуру и основные стадии проектирования робототехнических систем для формирования конструкторской и технологической документации механических, электрических и электронных узлов мехатронных и робототехнических систем;
• Изготовлять и собирать проектируемые модули роботов и робототехнических систем соблюдая технологический процесс и график;
• Выполнять необходимые расчеты электрических цепей аналоговых и цифровых электронных устройств и проектирование устройств роботов и робототехнических систем в соответствии с техническим заданием;
• Проводить кинематический и прочностной расчеты механических узлов роботов и робототехнических систем для конструирования новых или модернизации существующих робототехнических систем;
• Использовать современные компьютерные системы проектирования при моделировании и проектировании модулей манипуляторов и роботов; применять методы искусственного интеллекта при проектировании систем управления мехатронными и робототехническими системами для решения задач планирования, принятия решений и распознавания образов;
• Критический оценивать тенденции применения пакета современных программ в робототехнической системе для управления роботами и обработки информации;
• Использовать основы философских знаний для формирования мировоззренческой позиции; анализировать основные этапы и закономерности исторического развития общества для формирования гражданской позиции; использовать основы экономических и правовых знаний в различных сферах деятельности; проводить обоснованную оценку экономической эффективности внедрения проектируемых робототехнических систем; пользоваться основными методами защиты производственного персонала и населения от возможных последствий аварий, катастроф, стихийных бедствий; обеспечивать экологическую безопасность проектируемых устройств автоматики и их производства.
• Участвовать в проведении предварительных испытаний составных частей опытного образца робота или робототехнической системы по программам и методикам;
• Анализировать исходные данные по конкретно-полученному техническому заданию; проводить лабораторные и численные эксперименты, оценивать точность и достоверность результатов проектирования и моделирования роботов и робототехнических систем; контролировать качества работ, выполненных промышленными роботами;
• Участвовать во внедрении результатов исследований и разработок в производство роботов и робототехнических систем, работать в команде, толерантно воспринимая социальные, этнические, конфессиональные и культурные различия; быть способными к коммуникации в устной и письменной формах на казахском, русском и иностранном языках для решения задач межличностного и межкультурного взаимодействия и иметь системное мышление.

Похожие ОП