JUŘÍČEK, M. Využití Robotického operačního systému (ROS) pro řízení kolaborativního robota UR3 [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2020.
Předložená bakalářská práce se zabývá tématem Využití Robotického operačního systému (ROS) pro řízení kolaborativního robota UR3. Student Martin Juříček měl za úkol provést rešerši v oblasti kolaborativní robotiky, podrobně zpracovat informace o firmě Universal Robots a kolaborativním robotu UR3. Teoretická část práce se dále zaměřovala na Robotický Operační Systém (ROS) a jeho využití v průmyslové oblasti. Praktická část práce se zaměřuje na návrh a implementaci vlastního řešení pro řízení kolaborativního robotu UR3 pomocí systému ROS. Řešení se skládá z představení různych typů posilovaného učení (Q-learning, SARSA), a jejího rozšíření pomocí neurónových sítí (DQN, DSARSA) s následnou implementací v systému pomocí zvoleného programovacího jazyka. Student v závěru kapitoly poukazuje na výsledky testování a porovnání jednotlivých typů algoritmů posilovaného učení. Závěrečná část práce se zaměruje na výsledné testování implenetované do reálného typu kolaborativního robotu, které v prvotní části obsahovalo konfiguraci systému ROS, integraci s reálným zařízením a výsledné nahráni trajektorie. Student splnil všechny části bakalářské práce bez výhrad. Student z vlastní iniciativy rozšířil své zadání o aplikaci několik pokročilých algoritmů posilovaného učení pro plánování robotických trajektorií. Student pracoval na práci samostatně. Všechny postupy konzultoval s vedoucím práce. Při tvoření praktické části chválím studentovu nezávislost a schopnost v reálném čase přicházet s novými nápady na vylepšení. Chválím studentovu aktivitu při tvorbě bakalářské práce, která obnášela nadstandartní objem času a úsilí v laboratoři i mimo něj. Rovněž chválím studentovu programátorskou zručnost a schopnost psát algoritmus přehledně a srozumitelně. Taktéž vyzdvihuji komplexnost řešení i její praktický potenciál. Písemná část práce, stejně jako praktická je na vysoké úrovni a nad rámec přesahuje kritéria pro tvorbu bakalářské práce. Předloženou práci doporučuji k obhajobě a hodnotím známkou A / výborně.
| Kritérium | Známka | Body | Slovní hodnocení |
|---|---|---|---|
| Splnění požadavků a cílů zadání | A | ||
| Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod | A | ||
| Vlastní přínos a originalita | A | ||
| Schopnost interpretovat dosažené výsledky a vyvozovat z nich závěry | A | ||
| Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii | A | ||
| Logické uspořádání práce a formální náležitosti | A | ||
| Grafická, stylistická úprava a pravopis | A | ||
| Práce s literaturou včetně citací | A | ||
| Samostatnost studenta při zpracování tématu | A |
Cílem předložené bakalářské práce bylo v podstatě nastudovat ROS (Robotický operační systém), a ten využít k řízení kolaborativního robotu UR3. Součástí byla rešerše robotů ze „stáje“ UR (Universal Robots) a zmíněného ROS a simulačního prostředí Gazebo. Praktickým výstupem byl řídicí program, simulace a její validace na robotu UR3. Toto lehké konstatování prakticky představovalo nastudování a propojení různých knihoven, pochopení jejich filosofie a začlenění metod AI jejichž doména přesahovala teoretický základ studenta. Svým rozsahem, téměř 90 stran, práce hluboko překračuje běžné meze. V kontextu kapitoly 5, lze zdůraznit její velmi pěkné zpracování a v podstatě integrální část celé práce. Práce je členěna do sedmi kapitol, vč. úvodu a závěru. Při užívání slova robot, bych autoru doporučil toto nastudovat: roboti vs. roboty. Práce je psána ve svěžím stylu, s dobrým logickým členěním a minimem překlepů. Kapitola 2. je vstupem ke kolaborativní robotice. Obsahuje známé věci popsané v dobře strukturované formě. Absenci zmínky o robotu ABB YuMi, který je součástí laboratoře ÚAI, považuji za nedbalost. Kapitola 3. je již plně zaměřena na UR a stručně uvádí historii i portfolio těchto robotů. Kapitola 4. se věnuje ROS. Tento OS není dosud předmětem standardní výuky na ÚAI – autor musel tento OS pro účely dalšího využití samostatně studovat. Ve členění podkapitol shledávám rezervu, měla zde existovat kapitola pojednávající o struktuře ROS a do ní měl autor začlenit kapitoly značené 4.3, 4.4. Úvod kapitoly 4.3 je k drobné revizi. Struktura OS je běžně tvořena jádrem, pak V/V ovladači, pak shellem a podpůrnými programy; bavit se lze o monolitické, či vrstvené struktuře oddělující HW od SW; jádro zajišťuje správu procesů a prostředků atd. V tomto pohledu není ROS tak úplně OS, protože sám pracuje pod jiným OS. Protože však ROS zajišťuje HW abstrakci např. k UR3 či senzorům, low-level kontrolu zařízení a má mnoho funkcí jako framework, je možné brát ROS jako OS pro tato zařízení. Informace o názvu V-REP může být opravena na CoppeliaSim (str. 42). V části komparativních testů výkonu (str. 44) jsem nenašel informaci o užitých fyzikálních enginech. Přes uvedené poznámky, představuje kapitola 4 výbornou práci a lze ji doporučit k rychlému průniku do problematiky i v edu kontextu. Kapitolu 5 bych označil jako velmi zdařilou, byť v kontextu zadání BP naddimenzovanou. Ve vztahu (4) by bylo vhodné uvést symbol pro nové $Q$, např. $Q_{new}$. Kapitola 6. je popisem praktické realizace a podtrhuje excelentnost celé práce. S plnou vážností konstatuji, že tato bakalářská práce by byla snadno obhajitelnou diplomovou prací. Předloženou bakalářskou práci doporučuji k obhajobě a hodnotím známkou A/ výborně.
| Kritérium | Známka | Body | Slovní hodnocení |
|---|---|---|---|
| Splnění požadavků a cílů zadání | A | ||
| Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod | A | ||
| Vlastní přínos a originalita | A | ||
| Schopnost interpretovat dosaž. výsledky a vyvozovat z nich závěry | A | ||
| Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii | A | ||
| Logické uspořádání práce a formální náležitosti | A | ||
| Grafická, stylistická úprava a pravopis | A | ||
| Práce s literaturou včetně citací | A |
eVSKP id 124829