A Universal Design for Robotics Education

In this century technological and educational needs increase drastically. Out of local language, educators need to teach robotic language and use necessary technologies to design robots like Arduino set. This set let users to know less code/computer language and knowledge about electronics. Users may develop their own robots with this set. It also improves design and implementation skills. However, it is not a suitable design for blinds. Universal design approach suggests educators to design courses in a way to meet the needs of all participants. By this approach, learning environments are helpful and useful for participants with special needs. With the scope of the study we suggest a three steps course design for robotics education; introducing with appropriate materials, using real materials with descriptions and discussing for further designs. In the first step bigger materials with big holes and big bottoms will be used to make sense about devices. In the second step, during the sighted learners are testing we suggest to educator to describe what is happening. The last step will be about imagination for what we should do more. Present study may lead to new insights on how to introduce system to blinds during the learning process

Autonomous Control of a Line Follower Robot Using a Q-Learning Controller

In this paper, a MIMO simulated annealing (SA)-based Q-learning method is proposed to control a line follower robot. The conventional controller for these types of robots is the proportional (P) controller. Considering the unknown mechanical characteristics of the robot and uncertainties such as friction and slippery surfaces, system modeling and controller designing can be extremely challenging. The mathematical modeling for the robot is presented in this paper, and a simulator is designed based on this model. The basic Q-learning methods are based pure exploitation and the ε -greedy methods, which help exploration, can harm the controller performance after learning completion by exploring nonoptimal actions. The simulated annealing–based Q-learning method tackles this drawback by decreasing the exploration rate when the learning increases. The simulation and experimental results are provided to evaluate the effectiveness of the proposed controller

Co-evolutionary algorithm for motion planning of two industrial robots with overlapping workspaces regular paper

A high level of autonomy is a prerequisite for achieving robotic presence in a broad spectrum of work environments. If there is more than one robot in a given environment and the workspaces of robots are shared, then the robots present a dynamic obstacle to each other, which is a potentially dangerous situation. This paper deals with the problem of motion planning for two six-degrees-of-freedom (DOF) industrial robots whose workspaces overlap. The planning is based on a novel hall of fame - Pareto-based co-evolutionary algorithm. The modification of the algorithm is directed towards speeding-up co-evolution, to achieve real-time implementation in an industrial robotic system composed of two FANUC LrMate 200iC robots. The results of the simulation and implementation show the great potential of the method in terms of convergence, robustness and time

The Model for Learning Objects Design Based on Semantic Technologies

The paper presents a comparison of state of the art methods and techniques on implementation of learning objects (LO) in the field of information and communication technologies (ICT) using semantic web services for e-learning. The web can serve as a perfect technological environment for individualized learning which is often based on interactive learning objects. This allows learners to be uniquely identified, content to be specifically personalized, and, as a result, a learner’s progress can be monitored, supported, and assessed. While a range of technological solutions for the development of integrated e-learning environments already exists, the most appropriate solutions require further improvement on implementation of novel learning objects, unification of standardization and integration of learning environments based on semantic web services (SWS) that are still in the early stages of development. This paper introduces a proprietary architectural model for distributed e-learning environments based on semantic web services (SWS), enabling the implementation of a successive learning process by developing innovative learning objects based on modern learning methods. A successful technical implementation of our approach in the environment of Kaunas University of Technology is further detailed and evaluated

Software system for remote control and monitoring of robots based on Android operating system and wireless communication.

Роботски системи су сложени системи чији корисници морају бити добро обучени. Управљање се најчешће спроводи близу самог робота или употребом жичне конекције. Данашње брзе промене и напредак у развоју технологије захтевају имплементацију нових технолошких решења у области програмирања и управљања индустријских робота и других робота специјалне намене. У савременој роботској индустрији постоји стална потреба за унапређењем приступачности и интеракције у раду са роботским системима, па је све већи значај развоја корисничких интерфејса који су интуитивни и лаки за коришћење. У складу са тим, приликом пројектовања графичког корисничког интерфејса за програмирање и управљање робота није довољно направити фокус само на обезбеђивању детаљних и комплетних функционалности управљања, већ се ергономија употребе такође треба узети у обзир. Поред тога, масивни и недоступни роботи све више захтевају управљање независно од локације оператера. Ресурси везани за роботске лабораторије често нису доступни корисницима које тек треба обучити за рад са оваквим системима, a рад са роботским системима често захтева детаљно познавање софтверских парадигми за програмирање робота. Због наведених разлога студенти који тек уче о основним принципима роботике углавном нису у могућности да се упознају са програмирањем и управљањем комплексних роботских система на практичан начин. У области едукације у роботици, бежична виртуелна окружења, која дају реалну слику о раду робота, би била од великог значаја. Посебно би се издвојио њихов значај у случају примене таквог решења за едукацију у области управљања слабо доступних робота као што су, на пример, уређаји за адаптацију и тренинг пилота. Такође, поред едукативне сврхе, употреба лако доступних, широко распрострањених и економичних уређаја би била јако исплатива. Истраживање о генералној употреби и знању студената о технологији паметних телефона, које је спроведено у оквиру ове докторске дисертације, потврђује да данашњи брз развој технологије захтева унапређење метода за учење и едукацију...Robot control systems are complex systems whose users must be well trained to use them. Control process is mainly carried out near the robot or by using wired connections. Because of rapid advances in technology, it is of great importance to implement new technology solutions in training environments, in robotics and aerospace industry. In contemporary robotics industry there is a constant need to improve accessibility of robotic systems and human-robot interaction, so the significance of developing new user interfaces that are intuitive and easy to use is growing. Therefore, for designing robot control user interfaces it is not sufficient to simply focus on providing detailed and complete control capability, but ergonomy of use should also be taken into account. Besides, massive and unreachable robots require control that is independent of the user’s location. Resources in the robotics field are limited for a common user to access and demand deep knowledge of robot-specific programming paradigms. For these reasons, it is not often possible for inexperience students to become familiar with programming and control of complex robotic systems in a practical manner. Virtual wireless environments that provide realistic experience in robot control would be of great significance in the robotics education. It would be especially important in the case of application of such a solution for education in control of poorly accessible robots, such as devices for pilots’ training and flight simulations. Also, in addition to educational purposes, the use of easily accessible, widespread and cost-effective device would be very profitable. The evaluation of the general engineering students’ use and knowledge of smart phone technology, which was conducted within this dissertation, confirms that today's rapid development of technology requires improved methods for learning and education. There are a number of scientific and research papers and reports that describe software solutions that the majority of robot manufacturers and independent software vendors offer to developers and system integrators for design and simulation of manufacturing projects. A certain number of science and research papers report the implementation and the use of smart phones for robot monitoring and control. The remote monitoring of robot and machine performance is implemented by using camera, in textual form, or by using 3D animation, and robot programming is performed by using accelerometer, gyroscope or by filling out the text fields with desired values. Such programming methods are timeconsuming for setting up and generating the desired robot performance, that is especially pronounced when frequently use the same or a similar program. Also, these methods are not sufficiently intuitive, especially for education in robotics and students that only begin to learn about the basic elements of robotics..

Софтверски систем за даљинско управљање и надзор робота базиран на андроид оперативном систему и бежичној комуникацији

Роботски системи су сложени системи чији корисници морају бити добро обучени. Управљање се најчешће спроводи близу самог робота или употребом жичне конекције. Данашње брзе промене и напредак у развоју технологије захтевају имплементацију нових технолошких решења у области програмирања и управљања индустријских робота и других робота специјалне намене. У савременој роботској индустрији постоји стална потреба за унапређењем приступачности и интеракције у раду са роботским системима, па је све већи значај развоја корисничких интерфејса који су интуитивни и лаки за коришћење. У складу са тим, приликом пројектовања графичког корисничког интерфејса за програмирање и управљање робота није довољно направити фокус само на обезбеђивању детаљних и комплетних функционалности управљања, већ се ергономија употребе такође треба узети у обзир. Поред тога, масивни и недоступни роботи све више захтевају управљање независно од локације оператера. Ресурси везани за роботске лабораторије често нису доступни корисницима које тек треба обучити за рад са оваквим системима, a рад са роботским системима често захтева детаљно познавање софтверских парадигми за програмирање робота. Због наведених разлога студенти који тек уче о основним принципима роботике углавном нису у могућности да се упознају са програмирањем и управљањем комплексних роботских система на практичан начин. У области едукације у роботици, бежична виртуелна окружења, која дају реалну слику о раду робота, би била од великог значаја. Посебно би се издвојио њихов значај у случају примене таквог решења за едукацију у области управљања слабо доступних робота као што су, на пример, уређаји за адаптацију и тренинг пилота. Такође, поред едукативне сврхе, употреба лако доступних, широко распрострањених и економичних уређаја би била јако исплатива. Истраживање о генералној употреби и знању студената о технологији паметних телефона, које је спроведено у оквиру ове докторске дисертације, потврђује да данашњи брз развој технологије захтева унапређење метода за учење и едукацију..

DEVELOPMENT OF A WEB-BASED CONTROL AND ROBOTIC APPLICATIONS LABORATORY FOR CONTROL ENGINEERING EDUCATION

In this paper, a particular case of a pedagogically successful, dynamic, real-time and efficient web-based experiment platform (WBEP) design for control engineering education is presented. The design and construction of a multi purpose and WBEP for the application of liquid flow control, liquid filling level control, liquid flow-filling control (MIMO) and robot arm control for control engineering education is the main purpose of this study. The experiment platform designed and constructed consists of three main stations: liquid flow station, liquid filling station and a 5 DOF robot arm. The platform provides monitoring, real-time control and programming of each station for experimental studies and, it allows to users conduct these studies through a standard web browser without any additional supporting or supplementary software