Struttura del corso

Settimana 01

Introduzione

  • Cosa rende un robot intelligente?

Robot fisici vs virtuali

  • Robot intelligenti, macchine intelligenti, macchine senzienti e automazione dei processi robotici (RPA), ecc.

Il ruolo dell'Intelligenza Artificiale (IA) nella robotica

  • Oltre "if-then-else" e la macchina che impara
  • Gli algoritmi dietro l'IA
  • Apprendimento automatico, visione artificiale, elaborazione del linguaggio naturale (NLP), ecc.
  • Robotica cognitiva

Il ruolo dei Big Data nella robotica

  • Presa di decisioni basata su dati e pattern

Il Cloud e la Robotica

  • Collegamento della robotica con l'IT
  • Costruzione di robot più funzionali che accedono a maggiori informazioni e collaborano

Studio di caso: Robot industriali

  • Robot meccanici
    • Baxter
  • Robot nelle installazioni nucleari
    • Rilevamento e protezione dalla radiazione
  • Robot nei reattori nucleari
    • Rilevamento e protezione dalla radiazione

Componenti hardware di un robot

  • Motori, sensori, microcontrollori, camere, ecc.

Elementi comuni dei robot

  • Visione artificiale, riconoscimento vocale, sintesi della voce, rilevamento di prossimità, rilevamento di pressione, ecc.

Framework di sviluppo per la programmazione di un robot

  • Framework open source e commerciali
  • Robot Operating System (ROS)
    • Architettura: spazio di lavoro, topic, messaggi, servizi, nodi, actionlibs, strumenti, ecc.

Linguaggi per la programmazione di un robot

  • C++ per il controllo a basso livello
  • Python per l'orchestrazione
  • Programmazione di nodi ROS in Python e C++
  • Altri linguaggi

Strumenti per la simulazione di un robot fisico

  • Software di simulazione e visualizzazione 3D commerciale e open source

Settimana 02

Preparazione dell'ambiente di sviluppo

  • Installazione e configurazione del software
  • Pacchetti e utilità utili

Studio di caso: Robot meccanici

  • Robot nel campo della tecnologia nucleare
  • Robot nei sistemi ambientali

Programmazione del robot

  • Programmazione di un nodo in Python e C++
  • Comprensione del nodo ROS
  • Messaggi e topic in ROS
  • Paradigma di pubblicazione/sottoscrizione
  • Progetto: Bump & Go con robot reale
  • Risoluzione dei problemi
  • Simulazione di robot con Gazebo/ROS
  • Frame in ROS e cambiamenti di riferimento
  • Elaborazione delle informazioni 2D delle camere con OpenCV
  • Elaborazione delle informazioni del laser
  • Progetto: Rilevamento sicuro di oggetti per colore
  • Risoluzione dei problemi

Settimana 03

Programmazione del robot (Continuazione...)

  • Servizi in ROS
  • Elaborazione delle informazioni 3D dei sensori RGB-D con PCL
  • Mappe e navigazione con ROS
  • Progetto: Ricerca di oggetti nell'ambiente
  • Risoluzione dei problemi

Programmazione del robot (Continuazione...)

  • ActionLib
  • Riconoscimento vocale e generazione della voce
  • Controllo delle braccia robotiche con MoveIt!
  • Controllo del collo robotico per la visione attiva
  • Progetto: Ricerca e raccolta di oggetti
  • Risoluzione dei problemi

Test del tuo robot

  • Test unitari

Settimana 04

Estensione delle capacità di un robot con il Deep Learning

  • Percezione -- visione, audio e tattilità
  • Rappresentazione della conoscenza
  • Riconoscimento vocale attraverso l'NLP (elaborazione del linguaggio naturale)
  • Visione artificiale

Corso intensivo sul Deep Learning

  • Reti Neurali Artificiali (ANN)
  • Reti Neurali Artificiali vs. Reti Neurali Biologiche
  • Reti Neurali Feedforward
  • Funzioni di attivazione
  • Addestramento delle Reti Neurali Artificiali

Corso intensivo sul Deep Learning (Continuazione...)

  • Modelli di Deep Learning
    • Reti Convoluzionali e Reti Ricorrenti
  • Reti Neurali Convoluzionali (CNN o ConvNets)
    • Strato di convoluzione
    • Strato di pooling
    • Architettura delle Reti Neurali Convoluzionali

Settimana 05

Corso intensivo sul Deep Learning (Continuazione...)

  • Reti Neurali Ricorrenti (RNN)
    • Addestramento di una RNN
    • Stabilizzazione dei gradienti durante l'addestramento
    • Reti a memoria a lungo termine (LSTM)
  • Piattaforme e librerie software di Deep Learning
    • Deep Learning in ROS

Utilizzo dei Big Data nel tuo robot

  • Concetti di Big Data
  • Approcci all'analisi dei dati
  • Strumenti per il Big Data
  • Riconoscimento di pattern nei dati
  • Esercizio: NLP e Visione Artificiale su grandi set di dati

Utilizzo dei Big Data nel tuo robot (Continuazione...)

  • Elaborazione distribuita di grandi set di dati
  • Coesistenza e integrazione tra Big Data e Robotica
  • Il robot come generatore di dati
    • Sensori di misurazione della portata, posizione, visiva, tattile e altre modalità
  • Comprensione dei dati sensoriali (ciclo sense-plan-act)
  • Esercizio: Cattura di dati in streaming

Programmazione di un robot autonomo con Deep Learning

  • Componenti del robot di Deep Learning
  • Configurazione del simulatore del robot
  • Esecuzione di una rete neurale accelerata da CUDA con Caffe
  • Risoluzione dei problemi

Settimana 06

Programmazione di un robot autonomo con Deep Learning (Continuazione...)

  • Riconoscimento degli oggetti in fotografie o flussi video
  • Abilitazione della visione artificiale con OpenCV
  • Risoluzione dei problemi

Analisi dei Dati

  • Utilizzo del robot per raccogliere e organizzare nuovi dati
  • Strumenti e processi per comprendere i dati

Distribuzione di un robot

  • Transizione da un robot simulato a hardware fisico
  • Distribuzione del robot nel mondo fisico
  • Monitoraggio e manutenzione dei robot in campo

Sicurezza del tuo robot

  • Prevenzione della manipolazione non autorizzata
  • Prevenzione degli hacker dall'osservare e rubare dati sensibili

Costruzione collaborativa di un robot

  • Costruzione di un robot nel cloud
  • Partecipazione alla comunità della robotica

Prospettive future per i robot nel campo delle scienze e dell'energia

Riepilogo e conclusione

Requisiti

  • Esperienza in programmazione in C o C++
  • Esperienza in programmazione Python (utile ma non necessaria; può essere insegnata come parte del corso)
  • Esperienza con la riga di comando Linux

Pubblico di Riferimento

  • Sviluppatori
  • Ingegneri
  • Scienziati
  • Tecnici
 120 ore

Numero di Partecipanti


Prezzo per partecipante

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