Schulungsübersicht

Woche 01

Einführung

  • Was macht einen Robot smart?

Physikalische vs. Virtuelle Roboter

  • Smarte Roboter, intelligente Maschinen, bewusste Maschinen und robotergestützte Prozessautomatisierung (RPA), usw.

Die Rolle der Künstlichen Intelligenz (KI) in der Robotik

  • Über "if-then-else" hinaus und die lernende Maschine
  • Algorithmen hinter KI
  • Machine Learning, Computer Vision, natürliche Sprachverarbeitung (NLP), usw.
  • Kognitive Robotik

Die Rolle von Big Data in der Robotik

  • Entscheidungsfindung auf der Grundlage von Daten und Mustern

Der Cloud und die Robotik

  • Verbindung zwischen Robotik und IT
  • Bau von funktionaleren Robotern, die auf mehr Informationen zugreifen können und zusammenarbeiten

Fallstudie: Industrieroboter

  • Mechanische Roboter
    • Baxter
  • Roboter in Kernforschungseinrichtungen
    • Strahlendetektion und -schutz
  • Roboter in Kernreaktoren
    • Strahlendetektion und -schutz

Hardwarekomponenten eines Roboters

  • Motoren, Sensoren, Mikrocontroller, Kameras, usw.

Gemeinsame Elemente von Robotern

  • Maschinenvisão, Spracherkennung, Sprachsynthese, Nahaufnahmesensoren, Drucksensoren, usw.

Entwicklungsumgebungen zur Programmierung eines Roboters

  • Open-Source und kommerzielle Frameworks
  • Roboterbetriebssystem (ROS)
    • Architektur: Arbeitsplatz, Themen, Nachrichten, Dienste, Knoten, Actionlibs, Werkzeuge, usw.

Sprachen zur Programmierung eines Roboters

  • C++ für niedrigstufige Kontrolle
  • Python für Orchestrierung
  • Programmierung von ROS-Knoten in Python und C++
  • Andere Sprachen

Werkzeuge zur Simulation eines physischen Roboters

  • Kommerzielle und open-source 3D-Simulation- und -Visualisierungssoftware

Woche 02

Vorbereitung der Entwicklungsumgebung

  • Softwareinstallation und -setup
  • Nützliche Pakete und Hilfsprogramme

Fallstudie: Mechanische Roboter

  • Roboter im Kernforschungsbereich
  • Roboter in Umweltsystemen

Programmierung des Roboters

  • Programmierung eines Knotens in Python und C++
  • Verständnis von ROS-Knoten
  • Nachrichten und Themen in ROS
  • Publikation/Subskription-Paradigma
  • Projekt: Bump & Go mit einem realen Roboter
  • Fehlerbehebung
  • Simulation von Robotern mit Gazebo/ROS
  • Frames in ROS und Referenzänderungen
  • 2D-Informationenverarbeitung von Kameras mit OpenCV
  • Informationsverarbeitung eines Lasers
  • Projekt: Sicheres Verfolgen von Objekten nach Farbe
  • Fehlerbehebung

Woche 03

Programmierung des Roboters (Fortsetzung...)

  • Dienste in ROS
  • 3D-Informationenverarbeitung von RGB-D-Sensoren mit PCL
  • Karten und Navigation mit ROS
  • Projekt: Suche nach Objekten in der Umgebung
  • Fehlerbehebung

Programmierung des Roboters (Fortsetzung...)

  • ActionLib
  • Spracherkennung und -synthese
  • Steuerung von Roboterarmen mit MoveIt!
  • Steuerung des Roboterkopfes für aktive Vision
  • Projekt: Suche nach und Sammeln von Objekten
  • Fehlerbehebung

Testen Ihres Roboters

  • Unit Tests

Woche 04

Erweiterung der Fähigkeiten eines Roboters mit Deep Learning

  • Wahrnehmung – Visuelle, akustische und haptische Informationen
  • Wissensrepräsentation
  • Spracherkennung durch NLP (natürliche Sprachverarbeitung)
  • Computer Vision

Schnellkurs zu Deep Learning

  • Künstliche neuronale Netze (KNNs)
  • Künstliche Neuronale Netzwerke vs. Biologische Neuronale Netzwerke
  • Feedforward-Neuronale Netzwerke
  • Aktivierungsfunktionen
  • Training von Künstlichen neuronalen Netzen

Schnellkurs zu Deep Learning (Fortsetzung...)

  • Tiefes Lernmodell
    • Convolutional Netzwerke und Rekurrente Netzwerke
  • Convolutional Neuronale Netze (CNNs oder ConvNets)
    • Konvolutionslayer
    • Pooling-Layer
    • Architektur von Convolutional Neural Networks

Woche 05

Schnellkurs zu Deep Learning (Fortsetzung...)

  • Rekurrente neuronale Netzwerke (RNN)
    • Training eines RNNs
    • Stabilisierung von Gradienten während des Trainings
    • Long Short-Term Memory Networks
  • Plattformen und Softwarebibliotheken für Deep Learning
    • Deep Learning in ROS

Verwendung von Big Data im Roboter

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

Verwendung von Big Data im Roboter (Fortsetzung...)

  • Verteilte Verarbeitung großer Datensätze
  • Koexistenz und gegenseitige Anregung zwischen Big Data und Robotik
  • Der Roboter als Datenproduzent
    • Entfernungsmessendes Sensoren, Positionssensoren, visuelle, taktile Sensoren und andere Modalitäten
  • Verstehen von sensorischen Daten (Sinn-Plan-Aktions-Schleife)
  • Übung: Erfassen von Streamingdaten

Programmierung eines autonomen Deep Learning Roboters

  • Komponenten des Deep Learning-Roboters
  • Einrichtung der Roboter-Simulation
  • Ausführen eines CUDA-geboosteten neuronalen Netzes mit Cafe
  • Fehlerbehebung

Woche 06

Programmierung eines autonomen Deep Learning Roboters (Fortsetzung...)

  • Erkennen von Objekten in Fotos oder VideoStreams
  • Aktivieren der Computer Vision mit OpenCV
  • Fehlerbehebung

Datenanalyse

  • Verwendung des Roboters zum Sammeln und Organisieren neuer Daten
  • Werkzeuge und Prozesse zur Interpretation der Daten

Bereitstellung eines Roboters

  • Übergang von einer simulierten Roboter zu physischem Hardware
  • Bereitstellung des Roboters in der realen Welt
  • Überwachung und Wartung von Robotern im Einsatz

Schutz Ihres Roboters

  • Verhinderung unbefugter Manipulationen
  • Verhindern, dass Hacker sensible Daten sehen oder stehlen können

Kollektives Bauen eines Roboters

  • Bau eines Roboters im Cloud
  • Teilnahme am Robotercommunity

Zukunftsperspektiven für Roboter in der Naturwissenschaft und Energieindustrie

Zusammenfassung und Schlussfolgerungen

Voraussetzungen

  • Programmiererfahrung in C oder C++
  • Programmiererfahrung in Python (nützlich, aber nicht erforderlich; kann im Rahmen des Kurses vermittelt 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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