T1A_W05, T1A_W06, T1A_U01, T1A_U02, T1A_U03, T1A_U04

(pieczęć wydziału)
KARTA PRZEDMIOTU
1. Nazwa przedmiotu: Programming LEGO
Mindstorms NTX robots
2. Kod przedmiotu:
3. Karta przedmiotu ważna od roku akademickiego: 2012/2013
4. Forma kształcenia: studia pierwszego stopnia
5. Forma studiów: studia stacjonarne
6. Kierunek studiów: CEIE
7. Profil studiów: ogólnoakademicki praktyczny1
8. Specjalność:
9. Semestr: 7
10. Jednostka prowadząca przedmiot: Instytut Informatyki
11. Prowadzący przedmiot: dr inż. Piotr Czekalski
12. Przynależność do grupy przedmiotów:
przedmioty specjalnościowe
13. Status przedmiotu: obieralny
14. Język prowadzenia zajęć: Angielski
15. Przedmioty wprowadzające oraz wymagania wstępne: elementarna znajomość programowania,
ogólne zrozumienie mechaniki i podstaw fizyki
16. Cel przedmiotu: The main goal is to present audience a modern robot building platform and wide
range of construction and programming methods of LEGO Mindstorms NXT robots.
17. Efekty kształcenia:2
Nr
Opis efektu kształcenia
Metoda
sprawdzenia
efektu kształcenia
Forma
prowadzenia zajęć
1
Student posiada wiedzę z
zakresu programowania
mobilnej platformy
Mindstorms NXT. Potrafi
programować modele robotów
z uwzględnieniem zjawisk
fizycznych, specyfiki
programowania systemów
wbudowanych oraz zna różne
techniki programowania
robotów miniaturowych.
Ocena z zajęć
laboratoryjnych.
Ocena z testu
pisemnego z
części
wykładowej.
Wykład i
laboratorium.
Student posiada wiedzę
związaną ze sposobem
Ocena z zajęć
laboratoryjnych.
Wykład,
laboratorium.
2
Odniesienie do
efektów dla
kierunku studiów
T1A_W03,
T1A_W04,
T1A_W05,
T1A_W06,
T1A_U01,
T1A_U02,
T1A_U03,
T1A_U04,
T1A_U06,
T1A_U07,
T1A_U08,
T1A_U09,
T1A_U10,
T1A_U14,
T1A_U16
T1A_W03,
T1A_W05,
3
interakcji robota z otoczeniem
w szczególności z
wykorzystaniem sensorów
wielkości fizycznych oraz zna
specyfikę pomiarów i techniki
pomiarów różnych wartości
fizycznych w kontekście
konstrukcji i programowania
systemów wbudowanych
sterujących robotem.
Ocena z testu
pisemnego z
części
wykładowej.
Student potrafi uczestniczyć
w pracach zespołu tworzącego
i programującego roboty
mobilne Mindstorms.
Ocena z zajęć
laboratoryjnych.
T1A_W07,
Laboratorium.
T1A_K03,
T1A_K04
18. Formy zajęć dydaktycznych i ich wymiar (liczba godzin)
W.
Ćw. L.
P. Sem.
15/-/30/-/19. Treści kształcenia:
(oddzielnie dla każdej z form zajęć dydaktycznych W./Ćw./L./P./Sem.)
Wykład:
The course contains a presentation on both constructing and programming universal robotics platform
based on LEGO Mindtstorms NXT. Programming in NXT-G visual language on LabVIEW-based
Mindstorms EDU NXT Software environment will be presented (autonomous systems), programming
in VPL and C# with means of Microsoft Robotics Development Studio (remote systems) as well, as
running programs on dedicated NXT Virtual Java Machine (NXJ) will be presented. Additionalny the
course covers communication ideas on both inter-robotics and robots-to-PC models. As an extra part
this course presents embedded system construction of NXT Intelligent Brick considerations on popular
sensors, to let the students design and implement their own interfaces, robot constructions.
1. Why just NXT platform? From a game to the business and industry. Platform preceedors.
2. Overview of NXT Intelligent Brick construction and it's communication interfaces. Platform
specification and capabilities.
3. Overview of available platform sensors and servo motors.
4. Constructing NXT robots. Theory vs physics.
5. Open hardware platform Mindstorms NXT – Hardware Development Kit.
6. The most popular NXT models overview.
7. Mindstorms NXT application software models. Internal (autonomous) software and remote
managed software. Serial and parallel programing. Calibrating sensors and servo motors.
Starting point and border conditions. Uploading autonomous programs and communicating
over Bluetooth protocol.
8. Programing in NXT-G Visual Language on LabVIEW environment.
9. Programming in Microsoft Visual Programming Language (VPL) and Clanguage on Microsoft
Robotics Studio.
10. Programming with means of Virtual Java Machine for NXT Intelligent Brick.
Laboratorium:
The main target is to let the audience practice construction and programming of NXT base
robots. All exercised are performed by students during laboratories. The laboratory is equipped
with 8 complete Mindstorms NXT platforms (edu edition) each equipped with NXT Intelligent
Brick, a set of genuine LEGO sensors and servo motors and about 1200 pcs. of building bricks
plus suitable software and modern PC Workstations. The laboratory also contains a set of third
party sensors, including object tracking cameras, tilt/accelerometer sensors, gyro sensors,
compass sensors and colour recognition sensors.
Lab exercises:
1. Programming in NXT-G on LabVIEW environment – simple operations on Tribot, Spike,
Roboarm popular models.
2-3. Programming in VPL and C# on Microsoft Robotics Studio environment - simple
operations on Tribot, Spike, Roboarm popular models.
4. Programming in Java on dedicated JVM.
5. Wireless inter-robot and robot-to-PC communication.
6-8. Advanced programming – following the path seamlessly by Tribot. Running through
unknown environment and avoiding obstacles.
20. Egzamin: nie (opcjonalnie)
21. Literatura podstawowa:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Creating Cool MINDSTORMS NXT Robots, Daniele Benedettelli, Apress, 2008.
LEGO Mindstorms NXT-G Programming Guide, Jim Kelly, Apress, 2007.
LEGO Mindstorms NXT: The Mayan Adventure, James Floyd Kelly, Apress, 2006.
Advanced NXT: The Da Vinci Inventions Book, Matthias Paul Scholz, Apress, 2007.
Extreme NXT: Extending the LEGO Mindstorms NXT to the Next Level, Michael
Gasperi, Philippe E. Hurbain, and Isabelle L. Hurbain, Apress, 2007.
The LEGO MINDSTORMS NXT Zoo! - A Kid-Friendly Guide to Building Animals
with the NXT Robotics System, Fay Rhodes, No Starch Press, 2008.
Building Robots with LEGO Mindstorms NXT, Mario Ferrari, Guilio Ferrari, and
David Astolfo, Syngress, 2007.
The Unofficial LEGO MINDSTORMS NXT Inventor's Guide, David J. Perdue, No
Starch Press, 2007.
Maximum LEGO NXT: Building Robots with Java Brains, Brian Bagnall, Variant
Press, 2007.
The LEGO Mindstorms NXT Idea Book: Design, Invent, and Build, Martijn
Boogaarts, Jonathan A. Daudelin, Brian L. Davis, Jim Kelly, Lou Morris, Fay and Rick
Rhodes, Matthias Paul Scholz, Christopher R. Smith, Rob Torok, Chris Anderson, No
Starch Press, 2008.
LEGO Mindstorms NXT Power Programming: Robotics in C, John C. Hansen, Variant
Press, 2007.
Professional Microsoft Robotics Developer Studio, Kyle Johns, Trevor Taylor, Wrox,
2008.
22. Literatura uzupełniająca:
•
23. Nakład pracy studenta potrzebny do osiągnięcia efektów kształcenia
Lp.
Forma zajęć
1
Wykład
2
Ćwiczenia
0/0
3
Laboratorium
30/0
4
Projekt
0/0
5
Seminarium
0/0
6
Inne
0/0
Suma godzin
Liczba godzin
kontaktowych / pracy studenta
15/15
45/15
24. Suma wszystkich godzin: 60
25. Liczba punktów ECTS:3 2
26. Liczba punktów ECTS uzyskanych na zajęciach z bezpośrednim udziałem nauczyciela
akademickiego: 2
27. Liczba punktów ECTS uzyskanych na zajęciach o charakterze praktycznym (laboratoria,
projekty): 1
28. Uwagi: Lecture credit: Simple written multichoice test, presence is obligatory.
Laboratory: performing all exercises and documenting results, obtaining positive grade on each
laboratory, presence during laboratory and active participation (see Laboratory Rules and Guideline
paper for detailed laboratory rules, available on-line at http://www.piotrczekalski.pl/mindstorms .
Exam – written, optional, possible on demand of students (all participants have to write the exam, if
scheduled). Exam have to be sheduled till the end of October, available on student's demand only
otherwise exam is not present.
Zatwierdzono:
1
…………………………….
………………………………………………
(data i podpis prowadzącego)
(data i podpis dyrektora instytutu/kierownika katedry
/Dyrektora Kolegium Języków Obcych/
kierownika lub dyrektora jednostki międzywydziałowej)
wybrać właściwe
należy wskazać ok. 5 – 8 efektów kształcenia
3
1 punkt ECTS – 30 godzin.
2