Aine õpetamise/õppimise eesmärgiks on:
- arendada silmaringi robotitest kui universaalsetest masinatest, mis aitavad hõlbustada inimese tööd, avardavad tema tunnetuspiire ning millele saab anda inimesele ohtlikke ülesandeid;
- süvendada arusaamist insenerimõtte ja tehnikateaduse eri valdkondade: mehaanika, elektrotehnika ja informaatika tihedast seosest robotiehituses ja tootmise automatiseerimisel;
- arendada süsteemiintegraatorile vajalikke teadmisi konkureerivate lahenduste analüüsil ja võrdlemisel ning oskusi roboteid ja robotsüsteeme sihipäraselt kasutada;
- teadvustada robotite ja automaatide arendustöö eetilisi probleeme.

The teaching /learning aims are following:
- to develop an understanding of robots as universal machines to help people work in abnormal or dangerous conditions or to expand limits of human cognition;
- to deepen an understanding of connections between different areas of engineering and science like mechanical and electrical engineering, informatics, and integration of knowledge in robotics and industry automation;
- to develop knowledge for a system integrator, like analysis and comparison of competitive solutions and skills for targeted use of robots and robot systems;
- to develop awareness of ethical problems of modern robotics development.

Üliõpilane
- tunneb robotite kui universaalsete masinate ja automaatide arengulugu ja oskab liigitada roboteid nii ehituse, kasutusala kui ka juhtimissüsteemi taseme järgi;
- tunneb robotite manipulaatorite ja juhtimissüsteemide ehitust ja juhtimispõhimõtteid ning oskab matemaatiliselt kirjeldada roboti kinemaatikaülesandeid;
- tunneb robotiehituses kasutatavaid komponente ja oskab neid valida ning rakendada roboti manipulaatori või juhtimissüsteemi loomisel;
- oskab arvutada robotiajami koormusi ning valida ajamile sobiva mootori ja juhtimissüsteemi;
- oskab programmeerida ja kasutada tööstusroboteid tootmisprotsesside automatiseerimisel;
- tunneb virtuaalse robotitehnika tarkvarapakette ja oskab neid kasutada robotsüsteemide loomisel.

A student shall acquire:
- knowledge of historical developments of robots as universal machines and automata and skills of their classification on the basis of design, application field or level of a control system;
- knowledge about the construction of robot manipulators and design and control principles of robot’s control systems; skills to describe mathematically kinematics tasks of robots;
- knowledge about components used in robotics and skills to select and apply needed components for the composition of a robot manipulator or a control system;
- skills to calculate the load of robot drives and to select and apply a motor or a control unit required in a robot drive;
- skills to program and use industrial robots for automation of production processes;
- knowledge about software packages of virtual robotics and skills to use them for the development of new robot systems.

Robootika kui bioonika osa. Bioonika põhimõisted ja rakendused. Robotite olemus, liigitus ja üldehitus. Robot kui automaatjuhtimisobjekt. Robotite matemaatilised mudelid ja juhtimisülesanded. Roboti täiturseadme mehaanika: kinemaatilised jada- ja rööpahelad; lülidega seotud koordinaadistikud; manipulaatori asendi- ja kiirusvektorite teisendamine ühest koordinaadistikust teise; manipulaatori kinemaatika ja dünaamika otsesed ning pöördülesanded; liikumise plaanimine ja realiseerimine; veo-, teisaldus- ja suunistusmehhanismid, manipulaatormehhanismid, haaratsid. Robotiajamid: lülide kiiruste, inertsmasside, jõudude ja pöördemomentide taandamine ajami võllile; ajami liikumisvõrrandid ning mehaanilise süsteemi eripära, s. o. mehhanismi järeleandvuse, elastsuse, lõtkude, hõõrdumise mõju ajami tööle; ajamis kasutatavad mootorid, muundurid ja andurid; ajamite dünaamilised ja energeetilised parameetrid; ajamite juhtimisülesanded. Robotite juhtimissüsteemid. Ajamite juhtimine ja selleks kasutatav tarkvara. Robotite programmeerimine ja õpetamine, programmeerimiskeeled. Robotite kasutamine paindtootmissüsteemides. Roboti kõrgemad juhtimistasandid. Inimese-masina liides. Bioonika ja robootika eetilised ja sotsiaalsed aspektid. Roboti hägusloogiline juhtimine. Ümbrusetaju. Intellektuaalsed juhtimisülesanded.

Kursust tutvustav video (EuroTeQ): https://www.youtube.com/watch?v=t14wsHSbVWQ

Robotics as the part of bionics. Nature and applications of the bionics. Nature and construction of robots. Control functions of the robots. Mathematical modelling of manipulators. Model-based control of robots. Construction of manipulators: series and parallel link kinematics of manipulators, co-ordinate systems of the robots, position, velocity and acceleration vectors of robots, co-ordinate transformation, direct and reverse kinematical transformations, trajectory planning and motion control functions, transportation, transferring and orientation of work pieces. Robot’s drives: pneumatic, hydraulic and electric drives, drives structure and components, drive controllers, digital control of drives, digital regulators and filters, load and motor characteristics, flexibility, backlash, friction and compliance effects in drive control, drive motors, converters and sensors, energy consumption of drives. Control systems of robots: software for drive control, programming and teaching of robots, programming languages, robots in flexible manufacturing systems (FMS), higher levels in control hierarchy of robots, man-machine interface (MMI), fuzzy logic control of robots, shape and object identification and recognition, environment perception, intellectual control of robots. Etichal and social aspects of bionics and robotics.

VIDEO INTRODUCING THE COURSE (EuroTeQ): https://www.youtube.com/watch?v=t14wsHSbVWQ

Eksami eelduse saamiseks tuleb sooritada 4 robotite programmeerimisega seotud praktilist tööd. Üliõpilane peab läbima loengukursuses vähemalt ühe teadmiste testi. Roboti talitluse kirjeldamise, kinemaatikaülesannete lahendamise, trajektoori plaanimise, ajami võimsuse valiku ning ajamite ja roboti juhtimise kohta tuleb lahendada kodutöö ülesanne. Eksamile pääsemiseks peavad kodutöö ja praktiliste tööde aruanded olema arvestatud. Hinnang töödele antakse õppejõu poolt esitatud elektrooniliste aruannete ja õppejõu küsimustele antud vastuste põhjal. Lävendi ületamiseks peavad teadmised ja oskused vastava töö või testi kohta olema vähemalt 60%. Kirjalikul eksamil on 5 kuni 10 ülesannet. Eksamihinde määramisel arvestatakse kodutööde ja jooksvate ülesannete tähtajalist täitmist ja edukat kaitsmist.

A student is required to pass four practical laboratory tasks for programming of robots and robot systems. During the lecture course one test as a minimum must be passed. An individual assignment about the description of robot operation, solving of kinematics tasks, trajectory planning, calculation of drive load characteristics and description of robot’s control system must be prepared. Admission to the examination is granted only to students whose individual work reports, tests and practical works have acquired positive assessment. The written examination includes 5...10 tasks. The examination result will be determined as a summative value of the assessment points of the exam and individual work, whereas the deadline limits will be taken into account.

Iseseisev töö seisneb roboteid ja nende komponente käsitlevate teoreetiliste materjalide läbitöötamises ja vastavate kodutööde täitmises. Töö maht statsionaarses õppes - 64 tundi, kaugõppes - 112 tundi.

Individual work on theory, simulation and calculation of robots and their components for stationary students - 64 hours, for distance learning students - 112 hours.

J. J. Craig, Introduction to Robotics: Mechanics and Control (4rd ed.), Hoboken : Pearson, 2018, 438 p.
Robotitehnika / Tõnu Lehtla ; Tallinna Tehnikaülikooli Kirjastus, 2008 ([Tallinn] : Infotrükk), 201 lk.

-