Schulungsübersicht

Woche 01

Einführung

  • Was macht einen Roboter intelligent?

Physische vs. virtuelle Roboter

  • Intelligente Roboter, intelligente Maschinen, bewusste Maschinen und robotergesteuerte Prozessautomatisierung (RPA) usw.

Die Rolle der Künstlichen Intelligenz (KI) in der Robotik

  • Jenseits von "if-then-else" und der lernenden Maschine
  • Die Algorithmen hinter KI
  • Maschinelles Lernen, Computer Vision, Natural Language Processing (NLP) usw.
  • Cognitive Robotics

Die Rolle von Big Data in der Robotik

  • Entscheidungen auf Daten und Mustern basierend treffen

Cloud und Robotik

  • Verknüpfung von Robotik mit IT
  • Mehrfunktionsroboter bauen, die auf mehr Informationen zugreifen und zusammenarbeiten können

Fallstudie: Industrieroboter

  • Mechanische Roboter
    • Baxter
  • Roboter in atomaren Anlagen
    • Strahlenschutz und -detektion
  • Roboter in Reaktoren
    • Strahlenschutz und -detektion

Hardwarekomponenten eines Roboters

  • Motoren, Sensoren, Mikrocontroller, Kameras usw.

Gemeinsame Elemente von Robotern

  • Maschinenvison, Spracherkennung, Sprachsynthese, Proximitysensing, Drucksensoren usw.

Entwicklungsframeworks zur Programmierung eines Roboters

  • Open-Source- und kommerzielle Frameworks
  • Robot Operating System (ROS)
    • Architektur: Workspace, Topics, Messages, Services, Nodes, Actionlibs, Tools usw.

Sprachen zur Programmierung eines Roboters

  • C++ für niedrigstufe Kontrolle
  • Python für Orchestrierung
  • Programmierung von ROS-Nodes in Python und C++
  • Andere Sprachen

Tools zur Simulation eines physischen Roboters

  • Kommerzielle und Open-Source 3D-Simulations- und Visualisierungssoftware

Woche 02

Vorbereitung der Entwicklungsumgebung

  • Softwareinstallation und Setup
  • Nützliche Pakete und Werkzeuge

Fallstudie: Mechanische Roboter

  • Roboter im Bereich der Nukleartechnik
  • Roboter in Umwelsystemen

Programmierung des Roboters

  • Programmierung eines Nodes in Python und C++
  • ROS-Node verstehen
  • Messages und Topics in ROS
  • Publizierungs-/Abonnementparadigma
  • Projekt: Stoß- & Gehe mit echtem Roboter
  • Troubleshooting
  • Simulation von Robotern mit Gazebo/ROS
  • Frames in ROS und Referenzänderungen
  • 2D-Informationenverarbeitung von Kameras mit OpenCV
  • Informationverarbeitung eines Lasers
  • Projekt: Sicherer Farbobjektverfolgung
  • Troubleshooting

Woche 03

Programmierung des Roboters (Fortsetzung...)

  • Services in ROS
  • 3D-Informationenverarbeitung von RGB-D-Sensoren mit PCL
  • Karten und Navigation mit ROS
  • Projekt: Objektsuche in der Umgebung
  • Troubleshooting

Programmierung des Roboters (Fortsetzung...)

  • ActionLib
  • Spracherkennung und Sprachgenerierung
  • Steuerung von Roboterarmen mit MoveIt!
  • Steuerung des Roboterhalses für aktive Vision
  • Projekt: Suchen und Sammeln von Objekten
  • Troubleshooting

Testen Ihres Roboters

  • Unit-Testing

Woche 04

Erweiterung der Fähigkeiten eines Roboters durch Tiefes Lernen

  • Wahrnehmung -- Vision, Audio und Haptik
  • Wissensrepräsentation
  • Spracherkennung durch NLP (Natural Language Processing)
  • Computer Vision

Einführung in Tiefes Lernen

  • Künstliche neuronale Netze (KNN)
  • Künstliche neuronale Netze vs. biologische neuronale Netze
  • Feedforward-Neuronale Netze
  • Aktivierungsfunktionen
  • Training von künstlichen neuronalen Netzen

Einführung in Tiefes Lernen (Fortsetzung...)

  • Tiefelernende Modelle
    • Convolutional Networks und Recurrent Networks
  • Convolutional Neural Networks (CNNs oder ConvNets)
    • Convolutionschicht
    • Pooling-Schicht
    • Architektur von Convolutional Neural Networks

Woche 05

Einführung in Tiefes Lernen (Fortsetzung...)

  • Recurrent Neural Networks (RNN)
    • Training eines RNN
    • Stabilisierung von Gradients während des Trainings
    • Long short-term memory networks (LSTM)
  • Tiefes Lernen-Plattformen und Softwarebibliotheken
    • Tiefes Lernen in ROS

Verwendung von Big Data in Ihrem Roboter

  • Konzepte des Big Data
  • Ansätze zur Datenanalyse
  • Big Data-Tooling
  • Erkennen von Mustern in den Daten
  • Übung: NLP und Computer Vision auf großen Datensätzen

Verwendung von Big Data in Ihrem Roboter (Fortsetzung...)

  • Verteilte Verarbeitung großer Datensätze
  • Koexistenz und Kreuzbefruchtung von Big Data und Robotik
  • Der Roboter als Daten-generator
    • Abstandsmesssensoren, Position, visuelle, taktile Sensoren und andere Modalitäten
  • Sinnhaftes Verstehen von Sensor-Daten (sense-plan-act-Schleife)
  • Übung: Erfassen von Streaming-Daten

Programmierung eines autonomen tiefen Lernenden Roboters

  • Komponenten eines tiefen Lernenden Roboters
  • Einrichten des Roboter-Simulators
  • Ausführen einer CUDA-beschleunigten neuronalen Netzwerks mit Caffe
  • Troubleshooting

Woche 06

Programmierung eines autonomen tiefen Lernenden Roboters (Fortsetzung...)

  • Erkennen von Objekten in Fotos oder Videostreams
  • Computer Vision ermöglichen mit OpenCV
  • Troubleshooting

Datenanalyse

  • Verwendung des Roboters zur Sammlung und Organisation neuer Daten
  • Tools und Prozesse zum Verstehen der Daten

Bereitstellung eines Roboters

  • Übergang von einem simulierten Roboter zu physischer Hardware
  • Bereitstellung des Roboters in der realen Welt
  • Überwachung und Wartung von Robotern vor Ort

Sicherheit Ihres Roboters

  • Unbefugte Manipulation verhindern
  • Hacker daran hindern, sensible Daten anzusehen und zu stehlen

Kollaborative Roboterentwicklung

  • Roboter in der Cloud bauen
  • In die Roboter-Community eintreten

Zukunftsaussichten für Roboter im Bereich Wissenschaft und Energie

Zusammenfassung und Schlussfolgerungen

Voraussetzungen

  • Programmiererfahrung in C oder C++
  • Programmiererfahrung in Python (nützlich, aber nicht notwendig; kann im Rahmen des Kurses gelehrt werden)
  • Erfahrung mit der Linux-Befehlszeile

Zielgruppe

  • Entwickler
  • Ingenieure
  • Wissenschaftler
  • Techniker
 120 Stunden

Teilnehmerzahl


Preis je Teilnehmer (exkl. USt)

Erfahrungsberichte (1)

Kommende Kurse

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