Course Outline

주차 01

소개

  • 로봇의 지능 요인

물리적 로봇 vs 가상 로봇

  • 스마트 로봇, 스마트 머신, 인공지능 머신 및 로봇 프로세스 자동화 (RPA) 등

인공지능(AI)의 로봇 공학에서의 역할

  • "if-then-else"를 넘어서 학습 머신
  • AI를 뒷받침하는 알고리즘
  • 기계 학습, 컴퓨터 비전, 자연어 처리(NLP) 등
  • 인지 로봇 공학

빅데이터의 로봇 공학에서의 역할

  • 데이터와 패턴에 기반한 의사 결정

클라우드와 로봇 공학

  • 로봇 공학과 IT 연결
  • 더 많은 정보에 접근하고 협력할 수 있는 기능적인 로봇 구축

사례 연구: 산업용 로봇

  • 기계식 로봇
    • Baxter
  • 원자력 시설 내 로봇
    • 방사선 탐지 및 보호
  • 원자로 내 로봇
    • 방사선 탐지 및 보호

로봇의 하드웨어 구성 요소

  • 모터, 센서, 마이크로컨트롤러, 카메라 등

로봇의 공통 요소

  • 기계 시력, 음성 인식, 음성 합성, 근접 감지, 압력 감지 등

로봇 프로그래밍을 위한 개발 프레임워크

  • 오픈 소스 및 상용 프레임워크
  • 로봇 운영 시스템 (ROS)
    • 아키텍처: 작업 공간, 주제, 메시지, 서비스, 노드, 액션 리브, 도구 등

로봇 프로그래밍 언어

  • C++를 사용한 저수준 제어
  • Python을 사용한 오케스트레이션
  • Python과 C++을 사용한 ROS 노드 프로그래밍
  • 기타 언어

물리적 로봇 시뮬레이션 도구

  • 상용 및 오픈 소스 3D 시뮬레이션 및 시각화 소프트웨어

주차 02

개발 환경 준비

  • 소프트웨어 설치 및 설정
  • 유용한 패키지 및 유틸리티

사례 연구: 기계식 로봇

  • 원자력 기술 분야의 로봇
  • 환경 시스템의 로봇

로봇 프로그래밍

  • Python과 C++를 사용한 노드 프로그래밍
  • ROS 노드 이해
  • ROS의 메시지와 주제
  • 발행/구독 패러다임
  • 프로젝트: 실제 로봇으로 Bump & Go
  • 문제 해결
  • Gazebo/ROS로 로봇 시뮬레이션
  • ROS의 프레임 및 참조 변경
  • OpenCV로 카메라의 2D 정보 처리
  • 레이저의 정보 처리
  • 프로젝트: 색상으로 안전한 객체 추적
  • 문제 해결

주차 03

로봇 프로그래밍 (계속...)

  • ROS의 서비스
  • PCL로 RGB-D 센서의 3D 정보 처리
  • ROS로 맵 및 네비게이션
  • 프로젝트: 환경 내 객체 검색
  • 문제 해결

로봇 프로그래밍 (계속...)

  • ActionLib
  • 음성 인식 및 음성 생성
  • MoveIt!로 로봇 팔을 제어
  • 로봇 목으로 활동 시력 제어
  • 프로젝트: 객체 검색 및 수집
  • 문제 해결

로봇 테스트

  • 단위 테스트

주차 04

딥 러닝을 통해 로봇의 기능을 확장

  • 인지 - 시력, 청각, 촉각
  • 지식 표현
  • 자연어 처리(NLP)를 통한 음성 인식
  • 컴퓨터 비전

딥 러닝 빠른 시작

  • 인공 신경망(ANNs)
  • 인공 신경망 vs. 생물 신경망
  • 순전파 신경망
  • 활성화 함수
  • 인공 신경망 학습

딥 러닝 빠른 시작 (계속...)

  • 딥 러닝 모델
    • 컨볼루션 네트워크 및 순환 네트워크
  • 컨볼루션 신경망(CNNs 또는 ConvNets)
    • 컨볼루션 계층
    • 풀링 계층
    • 컨볼루션 신경망 아키텍처

주차 05

딥 러닝 빠른 시작 (계속...)

  • 순환 신경망 (RNN)
    • RNN 학습
    • 학습 중 기울기 안정화
    • 장기 단기 기억 네트워크
  • 딥 러닝 플랫폼 및 소프트웨어 라이브러리
    • ROS의 딥 러닝

로봇에 빅데이터 사용

  • 빅데이터 개념
  • 데이터 분석 접근 방식
  • 빅데이터 도구
  • 데이터의 패턴 인식
  • 연습: 대규모 데이터 세트에서 NLP 및 컴퓨터 비전

로봇에 빅데이터 사용 (계속...)

  • 대규모 데이터 세트의 분산 처리
  • 빅데이터와 로봇 공학의 공존 및 상호작용
  • 로봇으로 데이터 생성
    • 거리 측정 센서, 위치, 시각, 촉각 센서 및 기타 모달리티
  • 센서 데이터 이해 (감지-계획-실행 루프)
  • 연습: 스트리밍 데이터 캡처

자율 딥 러닝 로봇 프로그래밍

  • 딥 러닝 로봇 구성 요소
  • 로봇 시뮬레이터 설정
  • Cafe로 CUDA 가속 신경망 실행
  • 문제 해결

주차 06

자율 딥 러닝 로봇 프로그래밍 (계속...)

  • 사진 또는 비디오 스트림에서 객체 인식
  • OpenCV로 컴퓨터 비전 가능
  • 문제 해결

데이터 분석

  • 로봇으로 새로운 데이터 수집 및 정리
  • 데이터 이해를 위한 도구 및 과정

로봇 배포

  • 시뮬레이션된 로봇을 물리적 하드웨어로 전환
  • 로봇을 물리적 세계에 배포
  • 현장에서 로봇 모니터링 및 유지 관리

로봇 보안

  • 권한 없는 조작 방지
  • 해커가 민감한 데이터를 보거나 훔치는 것을 방지

로봇 공동 구축

  • 클라우드에서 로봇 구축
  • 로봇 커뮤니티에 참여

과학 및 에너지 분야에서의 로봇의 미래 전망

요약 및 결론

Requirements

  • C 또는 C++ 프로그래밍 경험
  • Python 프로그래밍 경험 (유용하지만 필수는 아님; 과목의 일부로 가르칠 수 있음)
  • Linux 명령줄 경험

대상

  • 개발자
  • 엔지니어
  • 과학자
  • 기술자
 120 Hours

Number of participants


Price per participant

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