Automatyka i robotyka

Inteligentne systemy automatyki  - po ukończeniu tej specjalności będziesz przygotowany do samodzielnego i twórczego rozwiązywania złożonych interdyscyplinarnych problemów. Twoje docelowe umiejętności:

• uruchomić i projektować systemy automatyki w różnych zastosowaniach,

• rozwiązywać problemy związane z automatyzacją procesów produkcyjnych,

• prowadzić prace badawcze z zakresu automatyki, diagnostyki i automatyzacji badań eksperymentalnych,

Również będziesz przygotowany do:

• pracy w zakładach przemysłowych,

• pracy w małych i średnich przedsiębiorstwach zatrudniających inżynierów z zakresu automatyki i informatyki przemysłowej,

• działalności w działach rozwoju i w ośrodkach naukowo-badawczych

• tworzenia własnych startupów bazujących na wiedzy.

Program studiów na specjalności  ma odniesienie do działania systemów automatycznych wg schematu Sense - Think - Communicate - Act.

Przedmioty w siatce studiów można podzielić na 4 charakterystyczne grupy:

Sense: Inteligentne systemy pomiaru i sterowania (30W 30L); Systemy wizyjne w automatyzacji (15W 15L); Systemy bezczujnikowe (30W 30 L)

Think: Metody obliczeniowe optymalizacji (30W 30C); Sterowanie procesami nieliniowymi (30W 30L); Zaawansowane metody identyfikacji systemów automatyki (30W 30L); Metody inteligencji maszynowej w automatyce (30W 30L); Sterowanie adaptacyjne i odporne (30W 30L); Systemy sterowania tolerujące uszkodzenia (15W 30L); Zaawansowane systemy diagnostyki i monitorowania (30W 30L); Technologie inteligentnego sterowania (30W 30L); Wirtualne prototypowanie w automatyzacji procesów (30W 30L); Wybrane zastosowania sterowników programowalnych (15W 30L); Implementacja algorytmów sterowania w układach FPGA (30W 30L)

Communicate: Technologie mobilne i chmurowe (30W 30L); Projektowanie zaawansowanych interfejsów HMI i M2M (15W 30L)

Act: Napędy w procesach, maszynach, urządzeniach i robotach (30W 30L); Precyzyjne sterowanie ruchem układów elektromechanicznych (15W 15W); Zarządzanie energią i sterowanie energooszczędne (15W 15W)

Oraz przedmioty rozszerzające: Modelowanie systemów w języku UML (15W 15L); Modelowanie procesów biznesowych (15W 15L); Pozyskiwanie finansowania na badania naukowe i działalność badawczo-rozwojową (15W 15P); Ochrona własności intelektualnej powstałej w wyniku prac B+R (15W 15P); Pracownia badawczo-rozwojowa.

Inteligentne systemy automatyki i robotyki - ta specjalność oferuje studia różnorodnych zagadnień sterowania i optymalizacji występujących w systemach automatyki i robotach. Tematyka sterowania obejmuje rozwiązania adaptacyjne, odporne i inteligentne. Poznasz wiele aspektów zaawansowanej automatyki przemysłowej dotyczących sterowników programowalnych, napędów, zarządzania energią, systemów baz danych, systemów diagnostyki i monitorowania. Doświadczysz programowania robotów przemysłowych, robotów mobilnych i latających. Dowiesz się o możliwościach wynikających z robotyki miękkiej. Zdobędziesz rozeznanie w metodach inteligencji maszynowej, systemach wizyjnych, grafice 3D, wizualizacji komputerowej i rozszerzonej rzeczywistości. Będziesz analizował działanie systemów biometrycznych stosowanych w interfejsach człowiek-maszyna oraz przy identyfikacji osób. Nauczysz się cyfrowo przetwarzać sygnały oraz implementować algorytmy tego przetwarzania i sterowania na mikrokontrolerach i procesorach sygnałowych. Umiejętności z obszaru automatyki i robotyki będziesz mógł połączyć z wiedzą na temat organizacji i zarządzania małych przedsiębiorstw oraz z wiedzą na temat organizacji i finansowania badań naukowych. Kształcenie na specjalności  oferuje kontakt z wieloma specjalistami z wyżej wymienionych dziedzin, którzy wiedzę teoretyczną będą przekazywać w połączeniu z równoczesnym rozwijaniem praktycznych umiejętności w odpowiednio wyposażonych laboratoriach badawczo-dydaktycznych.

Roboty i systemy autonomiczne - specjalność wpisuje się w nowe trendy interdyscyplinarnego kształcenia studentów w myśl koncepcji "research-driven education" i korzysta ze znaczącego dorobku pracowników w zakresie projektów badawczych i wdrożeniowych oraz udziału studentów w badaniach naukowych i pracach B+R jeszcze podczas studiów. Program specjalności opiera się na czterech głównych obszarach (filarach) wiedzy i umiejętności, w które wyposażamy studentów:

• metodach i algorytmach,

• robotyce praktycznej,

• systemach wizyjnych

• sztucznej inteligencji.

Podstawowe metody i algorytmy: studenci specjalności poznają algorytmy planowania ruchu, zagadnienia nawigacji autonomicznej, metody eksploracji danych oraz wybrane zagadnienia teorii sterowania, przydatne w robotyce.

Robotyka praktyczna: programowanie robotów i systemów autonomicznych w środowisku Robot Operating System (ROS/ROS2), powszechnie używanym obecnie w wielu aplikacjach badawczych i przemysłowych. Roboty przemysłowe i roboty kooperacyjne (Universal Robots i Franka), a także roboty mobilne i autonomiczne samochody.

Systemy wizyjne i przetwarzanie obrazu: w ramach specjalności oferujemy przedmiot podstawowy, pozwalający nauczyć się programowania i stosowania metod przetwarzania obrazu studentom, którzy nie mieli kontaktu z tymi zagadnieniami podczas studiów I stopnia, oraz przedmiot na poziomie zaawansowanym, gdzie przetwarzanie obrazu połączone jest z uczeniem maszynowym i algorytmami z obszaru inteligencji maszynowej.

Sztuczna inteligencja: wykłady i projekty obejmują zarówno klasyczne zagadnienia AI, takie jak metody przetwarzania informacji symbolicznej, sieci bayesowskie i modele Markowa oraz reprezentacje wiedzy niepewnej lub niepełnej, jak i przedmioty dedykowane uczeniu maszynowemu, a szczególnie sieciom neuronowym i uczeniu głębokiemu (deep learning).

Wśród przedmiotów obieralnych warto zauważyć zajęcia poświęcone analizie danych oraz edge computing.

Systemy sterowania i robotyki - u podstaw tej specjalności stoi uzyskanie synergii między teorią i zastosowaniem metod oraz narzędzi do rozwiązywania problemów dotyczących: sterowania złożonych procesów nieliniowych, sterowania i planowania ruchu manipulatorów i robotów mobilnych, identyfikacji, estymacji i fuzji danych, uczenia maszynowego w klasyfikacji, sterowaniu i przetwarzaniu sygnałów wielowymiarowych, zaawansowanej automatyki przemysłowej oraz wybranych zastosowań systemów zrobotyzowanych w tym w przemyśle, rehabilitacji i medycynie. Ponadto w ramach inżynierii oprogramowania, technik uczenia maszynowego, systemów baz danych, zajęć projektowych i laboratoryjnych przedstawiane jest użycie współczesnych narzędzi informatycznych w kontekście szeroko pojętych systemów automatyki i robotyki. 

W programie tej specjalności zwrócono szczególną uwagę na wdrożenie modelowej ścieżki kształcenia w zakresie automatyki i robotyki, dzięki której studenci otrzymują wiedzę teoretyczną pozwalającą na zrozumienie teorii i algorytmów, następnie zdobywają doświadczenie dzięki narzędziom symulacyjnym, a na końcu prowadzą prace eksperymentalne z użyciem obiektów rzeczywistych. Bogato wyposażone laboratoria obejmujące zarówno autorskie konstrukcje robotów mobilnych i systemów zrobotyzowanych zapewniające otwarty dostęp do każdego podsystemu jak i urządzenia komercyjne w postaci manipulatorów przemysłowych i badawczych, sterowników przemysłowych oraz układów pomiarowych i sensorów wizyjnych umożliwia studentom nie tylko zapoznanie się ze strukturą sprzętową i oprogramowaniem takich systemów, ale też pozwala na przeprowadzenie krytycznej oceny algorytmów dzięki wynikom testów eksperymentalnych.

Siatka zajęć jest odpowiednio zbalansowana pomiędzy teorią i praktyką. Temu celowi służą liczne zajęcia projektowe, które wymagają od studentów holistycznego podejścia do rozwiązania zagadnień sprzyjając utrwaleniu wiedzy oraz doskonaleniu umiejętności praktycznych na poziomie II stopnia studiów. Przedstawienie wielu aspektów automatyki i robotyki na tej specjalności daje studentom stosunkowo szerokie przygotowanie w tej dziedzinie techniki i zapewnia dużą elastyczność na rynku pracy.  W trakcie realizacji programu specjalności studenci mają możliwość włączyć się w badania i projekty prowadzone w Jednostce, czego potwierdzeniem są publikacje studenckie przygotowane w ostatnich latach. Od kilkunastu lat pracownicy wspierający tę specjalność oferują dla studentów profesjonalne kursy programowania robotów KUKA, które kończą się oficjalnym certyfikatem.

Systemy wizyjne - absolwenci specjalności będą specjalistami w zakresie swobodnie programowalnych, rozproszonych systemów sterowania, zgodnych z koncepcją TIA (Totally Intergrated Automation) oraz rozwiązaniami Przemysłu 4.0, zawierających: sterowniki PLC, mikrokontrolery, procesory sygnałowe, układy FPGA, sieci komputerowe, w tym sieci przemysłowe typu Industrial Ethernet (Profibus, Profinet), sprzężenie wizyjne (i akustyczne), nowoczesne interfejsy człowiek maszyna, Internet Rzeczy IoT a także wykorzystanie sztucznej inteligencji i uczenia maszynowego. 

Zajęcia dydaktyczne obejmują m.in. następujące zagadnienia:

• budowę infrastruktury IT systemów monitoringu wizyjnego i automatyki systemów multimedialnych, np. systemów CCTW w monitoringu miejskim

• automatyzację wizyjną w procesach produkcyjnych

• akwizycję obrazu i wizualizację HMI w systemach ze sterownikami PLC

• komunikację IP przewodową i bezprzewodową, a także strumieniowanie danych

• projektowanie i wykonywanie PCB praz prototypowanie i programowanie wbudowanych modułów elektronicznych z procesorami ARM i układami FPGA 

• projektowanie instrumentów wirtualnych czasu rzeczywistego

• projektowanie systemów dostępowych z użyciem technik biometrycznych

• techniki segmentacji i klasyfikacji obiektów w obrazach z wykorzystaniem technik głębokiego uczenia. 

Laboratoria dla studentów specjalności są wyposażone m.in. w sterowniki PLC Siemens rodziny SIMATIC z dołączonymi kamerami Cognex oraz Keyence, zestawy do zautomatyzowanych  pomiarów przemysłowych National Instruments ze środowiskiem LabView, inteligentne kamery Bosch i National Instruments, środowisko projektowe Altium Designer do projektowania płytek drukowanych PCB. Podczas zajęć dydaktycznych wykorzystywane są materiały edukacyjne ARM University dotyczące technik cyfrowego przetwarzania sygnałów. Dzięki współpracy z firmą NVidia istnieje możliwość realizacji i uzyskania certyfikatów kursów bazujących na układach Nvidia Jetson. Zajęcia dydaktyczne są prowadzone w nowoczesnych i unikalnych laboratoriach przykładowo w unikalnej komorze bezechowej. Istotnym elementem kształcenia jest realizacja praktycznych, a jednocześnie naukowych prac dyplomowych magisterskich, przygotowywanych w ramach interdyscyplinarnej współpracy przykładowo z Uniwersytetem Medycznym, Lotniskiem Poznań-Ławica, ZTM, PCSS i innymi firmami. 

Absolwenci specjalności SYSTEMY WIZYJNE znajdują zatrudnienie w firmach zajmujących się: systemami kontroli wizyjnej i identyfikacji procesów przemysłowych; instalowaniem i obsługą monitoringu wizyjnego i infrastruktury zarządzania kryzysowego; automatyką inteligentnych budynków i procesów przemysłowych; sterowaniem w systemach reklam audiowizualnych; produkcją multimedialnego sprzętu AGD, sprzętu audio-wideo i telekomunikacyjnego; technikami sztucznej inteligencji w przetwarzaniu obrazów. 

Systemy inteligentne i bezzałogowe - specjalność skierowana jest dla studentów zainteresowanych rozwojem w obszarze nowoczesnych bezzałogowych systemów robotyki, tj. bezzałogowych statków powietrznych (UAV) i naziemnych (UGV). Specjalność pozwala na podniesienie kompetencji szczególnie w obszarze projektowania robotów mobilnych, autonomicznych systemów sterowania, języków programowania, uczenia maszynowego oraz systemów wizyjnych. SIiB to kompetentna, przyjaźnie wymagająca kadra, nastawiona na prace projektowe w dedykowanych laboratoriach. Już od pierwszego semestru studenci naszej specjalności poznają tajniki pojazdów autonomicznych, napędów elektrycznych, a także odrzutowych, stosowanych w robotach latających, jak również metody sterowania optymalnego i adaptacyjnego. Wykwalifikowana kadra z jednostek współpracujących poprowadzi przedmioty Silniki turboodrzutowe oraz Bezpieczeństwo lotu. Pierwszy semestr to również Statki i technologie kosmiczne. Semestr drugi to dwa obligatoryjne przedmioty dronowe (Autonomiczne roboty latające oraz Programowanie robotów latających) wykorzystujące przestrzeń laboratorium Bezzałogowych statków powietrznych AeroLab. Dwa kolejne przedmioty poświęcone zostały systemom wizyjnym (Inteligentne systemy wizyjne oraz Uczenie maszynowe w systemach wizyjnych). Dopełnienie oferty edukacyjnej stanowi 7 przedmiotów o charakterze obieralnym, z których studenci wybierają trzy preferowane. Semestr trzeci to Uczenie maszynowe i sieci neuronowe. To również miejsce i czas na prace dyplomowe oraz kolejny atrakcyjny przedmiot obieralny (Sterowanie układów wieloagentowych lub Systemy teleoperacyjne). Absolwenci znajdują zatrudnienie w działach IT oraz R&D firm i jednostek naukowych, jak również obszarach wojskowości oraz przemysłu obronnego (współpracujemy m.in. z Instytutem Technicznym Wojsk Lotniczych w Warszawie).