2024년도 2학기 특강: 로봇 공학 기초 및 ROS 실습 (CITE490N-01) 강의계획서

1. 수업정보

학수번호 CITE490N 분반 01 학점 3.00
이수구분 전공선택 강좌유형 강의실 강좌 선수과목
포스테키안 핵심역량
강의시간 목 / 12:30 ~ 15:15 / C5 세미나실-1 [310호] | 화 / 14:10 ~ 15:25 / C5 강의실[106호] 성적취득 구분 G

2. 강의교수 정보

유선철 이름 유선철 학과(전공) 첨단원자력공학부
이메일 주소 sncyu@postech.ac.kr Homepage https://hero.postech.ac.kr/
연구실 HTTPS://HERO.POSTECH.AC.KR/HER 전화 054-279-9504
Office Hours

3. 강의목표

로봇 공학의 핵심적인 기초 이론을 이해하고, 실습을 통해 ROS(로봇 운영 체제)을 통한 시뮬레이션 환경 구축 및 로봇 개발의 기초를 습득하여 로봇 시스템에 대한 이해를 높인다.
이론 수업에서는 최신 로봇 공학의 주요 동향 중 하나인 이동로봇공학의 기초를 포함하여 경로 계획, 위치 파악 및 지도 작성 등 로봇 운용을 위한 다양한 알고리즘을 다룬다. 또한, 실제 산업 현장에서 활용되고 있는 로봇들의 현황과 함께 생체모방형, 소프트 로봇, 의료 로봇 등 다양한 분야의 최신 로봇 기술을 소개한다.
나아가 리눅스 운영체제의 기초부터 시작하여 ROS의 기초적인 사용법과 Gazebo를 이용한 시뮬레이터 구축 및 활용 방법을 예제 중심으로 학습한다. 로봇에서 널리 사용되는 센서들인 광학 카메라, Lidar, 열화상 카메라 등을 ROS와 시뮬레이터에 연결하여 활용하는 방법을 익힌다. 또한, site visit을 통해 육상로봇, 수중 로봇 등 다양한 로봇에 ROS를 적용한 실제 사례를 파악한다.

4. 강의선수/수강필수사항

없음.

5. 성적평가

중간고사 20%, 기말고사20%, 과제물 50%, 출석 10%

6. 강의교재

도서명 저자명 출판사 출판년도 ISBN
Introduction to Autonomous Mobile Robots, Second Endition Roland Siegwart, Illah Reza Nourbakhsh and Davide Scaramuzza MIT Press 2011 0262015358
Probabilistic robotics Thrun, Sebastian, et al MIT Press 2005 0262201623
 Learning ROS for Robotics Programming Fernández, Enrique, et al.  Packt Publishing 2015 1782161449

7. 참고문헌 및 자료

8. 강의진도계획

Theory
1주 : Introduction to Robotics
2주 : Coordinates and Dynamics
3주 : Robot Control
3주 : Locomotion1
4주 : Locomotion2
5주 : Mapping
6주 : Navigation
7주 : Motion/Path Planning
8주 : Mid-Term Exam
9주 : Sensing
10주 : Perception
11주 : SLAM & Real-world Applications
12주 : Robotic Intelligence
13주 : Advanced Topics in Robotics - Emerging Technologies & Robot Industry
14주 : Site Visit - Robot and Actual Operation Demo #1
15주 : Site Visit - Robot and Actual Operation Demo #2
16주 : Final Exam
ROS Lab Time
1주 : Introduction to Linux Environment
2주 : Introduction to Robot Operation System (ROS)
3주 : Basic of ROS
4주 : Building Robot using URDF
5주 : Dynamic Simulation with Gazebo
6주 : Introduction to Robot Controller
7주 : Controller and Simulation
8주 : Mid-Term Exam
9주 : Map Building and World generation
10주 : Sensor Models and Simulation
11주 : Introduction to OpenCV and ROS
12주 : Image Pre-processing for Robots
13주 : OpenCV Application for Robots
14주 : Deep Learning Application for Robots
15주 : System Integration
16주 : Final Exam

9. 수업운영

본 강좌는 주 2회의 수업으로 이루어지며, 매주 1회는 이론 강의, 1회는 실습수업으로 구성된다. 이론 강의에서는 로봇 공학의 핵심 개념 및 다양한 최신 로봇을 소개한다. 실습수업에서는 리눅스 운영체제의 기본적인 사용법으로부터 시작하여, Gazebo와 OpenCV를 중심으로 시뮬레이션 위주의 예제를 수행하며 ROS를 이용한 로봇 시스템 개발 및 시뮬레이터 구축 과정을 학습한다. 또한, site visit을 통해 광학 카메라, Lidar 등 로봇에서 널리 사용되는 센서 모듈을 ROS에 연결하는 방법을 학습하고, ROS를 기반으로 개발된 실제 육상 로봇과 수중 로봇을 직접 살펴본다.

10. 학습법 소개 및 기타사항

11. 장애학생에 대한 학습지원 사항

- 수강 관련: 문자 통역(청각), 교과목 보조(발달), 노트필기(전 유형) 등

- 시험 관련: 시험시간 연장(필요시 전 유형), 시험지 확대 복사(시각) 등

- 기타 추가 요청사항 발생 시 장애학생지원센터(279-2434)로 요청