Smart Robots for Developers

• C++编程经验
• 编程经验 Python
• 具有 Linux 命令行的经验

智慧机器人是一个 Artificial Intelligence (AI) 系统，它可以从其环境和经验中学习，并在这些知识的基础上构建其能力。Smart Robots 可以与人类合作，与他们一起工作并从他们的行为中学习。此外，他们不仅能够完成体力劳动，还能完成认知任务。除了物理机器人之外，Smart Robots也可以纯粹基于软体，作为软体应用程式驻留在计算机中，没有移动部件或与世界的物理交互。

在这个由讲师指导的现场培训中，参与者将学习用于对不同类型的机械 Smart Robots 进行程式设计的不同技术、框架和技巧，然后应用这些知识来完成他们自己的智慧机器人专案。

本课程分为 4 个部分，每个部分包括为期三天的讲座、讨论和在现场实验室环境中动手开发机器人。每个部分都将以一个实用的实践项目结束，让参与者练习和展示他们所获得的知识。

本课程的目标硬体将通过模拟软体进行3D类比。ROS（机器人操作系统）开源框架 C++ 和 Python 将用于对机器人进行程式设计。

在本次培训结束时，参与者将能够：

• 了解机器人技术中使用的关键概念
• 了解和管理机器人系统中软体和硬体之间的交互
• 了解并实施支撑 Smart Robots 的软体元件
• 构建和操作类比机械智慧机器人，该机器人可以通过语音看到、感知、处理、抓取、导航并与人类互动
• 通过 Deep Learning 扩展智慧机器人执行复杂任务的能力
• 在实际场景中测试智能机器人并排除故障

观众

• 开发人员
• 工程师

课程形式

• 部分讲座、部分讨论、练习和大量动手实践

注意

• 要定制本课程的任何部分（程式设计语言、机器人模型等），请联系我们进行安排。

第 01 节

第1天
介绍

• 是什么让智能机器人变得聪明？

物理 vs 虚拟 Smart Robots

• Smart Robots、智慧机器、有情机器和 Robotic Process Automation (RPA) 等。

Artificial Intelligence (AI) 在 Smart Robots 中的作用

• 超越 “if-then-else” 和学习机器
• AI 背后的演算法
• AI in Smart Robots：机器学习、计算机视觉、自然语言处理 （NLP） 等。
• 认知机器人

Big Data 在 Smart Robots 中的作用

• 基于数据和模式的决策

云和 Smart Robots

• 将机器人技术与IT联系起来
• 构建功能更强大的机器人，以访问更多资讯并进行协作

案例研究：机械 Smart Robots

• 工业 Smart Robots
  • 巴克斯特
• 个人服务机器人
  • 协助老人的家用机器人、智慧自动驾驶汽车
• 专业服务机器人
  • 乳品作业中的农业机器人

智慧机器人的硬体元件

• 电机、感测器、微控制器、摄像头等

Smart Robots 的共同 Element

• 机器视觉、语音辨识、语音合成、接近感应、压力感应等。

Programming 智慧机器人的开发框架

• 开源和商业框架
• 机器人作业系统 （ROS）
  • 架构：工作区、主题、消息、服务、节点、actionlibs、工具等。

Languages 用于 Programming 智能机器人

• C++ 用于低电平控制
• Python 用于编排
• Programming ROS 和 Python 和 C++ 中的节点
• 其他语言

用于类比物理智慧机器人的工具

• 商业和开源 3D 模拟和可视化软体

准备开发环境

• 软体安装和设置
• 有用的软体包和实用程式

第2天
Programming 智能机器人

• Programming Python 和 C++ 中的节点
• 了解 ROS 节点
• ROS 中的消息和主题
• 发布/订阅范例
• 专案：Bump & Go与真实机器人
• 故障排除
• 用 Gazebo 模拟机器人 / ROS
• ROS 中的帧和引用更改
• 使用 OpenCV 对相机进行 2D 信息处理
• 雷射器的信息处理
• 专案：按颜色安全跟踪物件
• 故障排除

第3天
Programming 智能机器人 （续...

• 服务 ROS
• 使用 PCL 对 RGB-D 感测器进行 3D 信息处理
• 地图和导航 ROS
• 专案：在环境中搜索物件
• 故障排除

第 02 节

第4天
Programming 智能机器人 （续...

• 操作库
• Speech Recognition 和语音生成
• 使用MoveIt！
• 控制机械人颈部实现主动视觉
• 专案：搜索和收集物件
• 故障排除

测试您的智能机器人

• 单元测试

第 5 天
扩充智慧机器人的功能Deep Learning

• 感知 -- 视觉、音讯和触觉
• 知识表示
• 通过 NLP（自然语言处理）进行语音辨识
• 计算机视觉

速成班 Deep Learning

• 人工 Neural Networks （ANN）
• 人工 Neural Networks vs. Bio 逻辑 Neural Networks
• 前馈 Neural Networks
• 启动函数
• 人工训练 Neural Networks

第 6 天
速成班 in Deep Learning （续...）

• Deep Learning 型号
  • 卷积网路和循环网路
• 卷积 Neural Networks（CNN 或 ConvNet）
  • 卷积层
  • 池化层
  • 卷积 Neural Networks 架构

第 03 节

第 7 天
速成班 in Deep Learning （续...）

• 复发性 Neural Networks （RNN）
  • 训练 RNN
  • 在训练期间稳定梯度
  • 长短期记忆网路
• Deep Learning 平台和软体库
  • Deep Learning 在 ROS 中

第8天
在您的智能机器人中使用 Big Data

• 大数据概念
• 数据分析方法
• Big Data 工具
• 识别数据中的模式
• 练习：在大型数据集上执行 NLP 和 Computer Vision

第9天
在您的智能机器人中使用 Big Data （续...

• 大型数据集的分散式处理
• Big Data 和 Robotics 的共存和交叉受精
• 智慧机器人作为数据生成器
  • 测距感测器、位置感测器、视觉感测器、触觉感测器和其他模态感测器
• 理解感官数据（感觉-计划-行动回圈）
• 练习：捕获流数据

第 04 节

第10天
Programming 自主 Deep Learning 智能机器人

• Deep Learning 机器人元件
• 设置机器人模拟器
• 使用 Cafe 运行 CUDA 加速神经网路
• 故障排除

第 11 天
Programming 自主 Deep Learning 智能机器人 （续...

• 识别照片或视频流中的物件
• 使用 OpenCV 实现计算机视觉
• 故障排除

第12天
数据分析

• 使用智能机器人收集和组织新数据

协作构建智能机器人

在物理硬体上部署Smart Robot

现场监测和维修 Smart Robots

保护您的机器人

• 防止未经授权的篡改
• 防止骇客查看和窃取敏感的业务数据（信用卡、员工资讯等）

加入 Robotics 社区

未来 Outlook for Smart Robots

结束语