Robotikte Mühendislik Yüksek Lisansı

Lisans Derecesi Gereksinimleri

Mühendislik Yüksek Lisansı: 30 Kredi veya 10 Ders

Bu seçeneği tercih eden öğrenciler, yukarıdaki onaylı ders listesinden seçtikleri dört temel dersi ve altı teknik seçmeli dersi tamamlamak zorundadır. Öğrenciler kayıt yaptırmadan önce danışmanlarına danışmalı ve tüm teknik seçmeli dersler için ön onay almalıdır.* Bazı dönemlerde özel konu dersleri de açılabilir ve öğrenciler bu yeni derslerden birine ilgi duyuyorsa akademik danışmanlarıyla görüşmelidir. Bu derece için gerekli herhangi bir araştırma veya tez yoktur.

*CMSC426, ENPM673'e çok benzer içeriği kapsar ve Yüksek Lisans için onaylanmayacaktır. derece.

Mühendislik Yüksek Lisans Belgesi: 12 Kredi veya 4 Kurs

Bu seçenek, yukarıda listelenen temel robotik derslerinden dört dersin başarıyla tamamlanmasını gerektirir. Öğrencilerin kayıt yaptırmadan önce danışmanlarına danışmaları gerekmektedir.

Dersler

CMSC651 Algoritma Analizi (3 Kredi) | Seçmeli

Algoritmaların etkinliği, büyüklük sıraları, yineleme ilişkileri, alt sınır teknikleri, zaman ve uzay kaynakları, NP-tam problemleri, polinom hiyerarşileri ve yaklaşım algoritmaları. Sıralama, arama, küme manipülasyonu, grafik teorisi, matris çarpımı, hızlı Fourier dönüşümü, örüntü eşleştirme ve tamsayı ve polinom aritmetiği.

CMSC712 Dağıtık Algoritmalar ve Doğrulama (3 Kredi) | Seçmeli

Dağıtılmış ve eşzamanlı sistem literatüründen algoritmaların incelenmesi. Bu tür algoritmaların belirlenmesi, doğrulanması ve türetilmesi için resmi yaklaşım. Karşılıklı dışlama, kaynak tahsisi, hareketsizlik tespiti, seçim, Bizans anlaşmaları, yönlendirme, ağ protokolleri ve hata toleransı arasından seçilen alanlar. Resmi yaklaşımlar sistem spesifikasyonunu ve güvenlik, canlılık ve gerçek zamanlı özelliklerin doğrulanmasını ele alacaktır.

CMSC722 Yapay Zeka Planlaması (3 Kredi) | Seçmeli

İstenilen bazı hedeflere ulaşmak için eylemlerin otomatik olarak planlanması. Yapay zeka planlama sistemleri alanında temel algoritmalar, önemli sistemler ve yeni yönelimler.

CMSC733 Resimli Bilginin Bilgisayarda İşlenmesi (3 Kredi) | Seçmeli

Resimli bilgilerin girişi, çıkışı ve depolanması. Bilgi kaynağı olarak resimler, etkili kodlama, örnekleme, niceleme ve yaklaşım. Resimler üzerinde konumla değişmeyen işlemler, dijital ve optik uygulamalar, pax dili, eşleştirilecek uygulamalar ve uzaysal frekans filtreleme. Resim kalitesi, görüntü iyileştirme ve görüntü restorasyonu. Resim özellikleri ve resimsel desen tanıma. Karmaşık resimlerin işlenmesi; Şekil çıkarma, Şekillerin özellikleri. Resim açıklaması ve manipülasyonu için veri yapıları; resim dilleri. Alfasayısal ve diğer semboller için grafik sistemleri, iki ve üç boyutlu nesnelerin çizgi çizimleri, çizgi filmler ve filmler.

CMSC734 Bilgi Görselleştirme (3 Kredi) | Seçmeli

Bilgi görselleştirme; grafikler, bilimsel görselleştirme, veritabanları, veri madenciliği ve insan-bilgisayar etkileşimi olarak tanımlanmaktadır. Boyutsal, zamansal, hiyerarşik ve ağ verilerine yönelik görselleştirmeler. Tasarım alternatiflerini, algoritmaları, veri yapılarını, koordineli görünümleri ve insan faktörünün etkililik değerlendirmelerini inceler.

ENAE681 Mühendislik Optimizasyonu (3 Kredi) | Seçmeli

Çeşitli değişkenli fonksiyonların kısıtsız ve kısıtlı minimizasyonu için yöntemler. Cebirsel denklem sistemleri, özdeğer problemleri ve adi diferansiyel denklem sistemleri için duyarlılık analizi. Bir optimizasyon problemini bir dizi yaklaşık probleme dönüştürme yöntemleri. Optimum tasarım hassasiyet analizi.

Kısıtlama: ENGR-Havacılık ve Uzay Mühendisliği bölümünün iznidir.

ENAE692 Uzay Robotiğine Giriş (3 Kredi) | Seçmeli

Manipülatör kinematiği ve dinamiği için analiz teknikleri. DH parametreleri, seri ve paralel manipülatörler, artıklığa yaklaşımlar. Serbest uçan üslerdeki manipülatörler, uydu hizmetleri ve gezegensel yüzey hareketliliği dahil olmak üzere robotların uzay operasyonlarına uygulamaları. Sensörler, aktüatörler ve mekanizma tasarımı. Döngüde insanlarla komuta ve kontrol.

ENAE697 Uzay İnsan Faktörleri ve Yaşam Desteği (3 Kredi) | Seçmeli

Mühendislik gereksinimleri uzaydaki insanları destekler. Yaşam desteği tasarımı: radyasyon etkileri ve azaltma stratejileri; atmosfer gereksinimleri; su, yiyecek ve sıcaklık kontrolü. Uzayda insan üretkenliğine yönelik düzenlemeler: fiziksel ve psikolojik gereksinimler; iş istasyonu tasarımı; ve sistem mimarilerinin güvenlik açısından önemi. Araç dışı aktiviteye yönelik tasarım ve operasyonlar.

ENME600 Mühendislik Tasarım Yöntemleri (3 Kredi) | Seçmeli

Genel Mekanik

Bu, makine mühendisliğinde tasarıma yönelik biçimsel yöntemler hakkında eleştirel düşünmeye yönelik lisansüstü düzeyde giriş niteliğinde bir derstir. Kurs katılımcıları bu yöntemler ve her birinin tasarımcılara sunduğu yaratıcı potansiyel hakkında bilgi sahibi olur. Katılımcılar makine mühendisliği için tasarım malzemelerinin değeri ve uygun kullanımına ilişkin kendi görüşlerini formüle edecek, sunacak ve tartışacaklar.

Önkoşullar: Mezuniyet durumu veya öğretim elemanının izni.

ENME605 İleri Sistem Kontrolü (3 Kredi) | Seçmeli

Genel Mekanik

Hem sürekli hem de ayrık sistemler için modern kontrol teorisi. Durum uzayı temsili gözden geçirilir ve kontrol edilebilirlik ve gözlemlenebilirlik kavramları tartışılır. Deterministik gözlemcilerin tasarım yöntemleri sunulmuş ve optimal kontrol teorisi formüle edilmiştir. Sistem özelliklerini değiştirmeye yönelik kontrol teknikleri tartışılmaktadır.

Önkoşul: ENME462; veya eğitmenin izni.

ENME607 Mühendislikte Karar Verme (3 Kredi) | Seçmeli

Mühendislik tasarımı, proje yönetimi ve diğer işlevler sırasında mühendisler, neredeyse her zaman zaman ve bütçe kısıtlamaları altında kararlar vermek zorundadır. Riski yönetmek, belirsizlik durumunda karar almayı gerektirir. Bu ders bireysel karar verme, grup karar verme ve karar vericilerin organizasyonlarına ilişkin materyalleri kapsayacaktır. Kurs, daha iyi kararlar vermek, kararların birbiriyle nasıl ilişkili olduğunu anlamak ve riski yönetmek için teknikler sunacaktır.

Ayrıca ENRE 671 olarak da sunulmaktadır. Kredi yalnızca ENME 808X, ENRE 671 veya ENME 607 için verilir. Eski adıyla: ENME 808X.

ENME610 Mühendislik Optimizasyonu (3 Kredi) | Seçmeli

Genel Mekanik

Mühendislik tasarımı ve/veya imalat problemlerindeki uygulamalarla birlikte uygulanan tek ve çok amaçlı optimizasyon ve karar verme kavram ve tekniklerine genel bakış. Konular formülasyon örneklerini, kavramları, optimallik koşullarını, kısıtlanmamış/kısıtlanmış yöntemleri ve optimallik sonrası duyarlılık analizini içerir. Öğrencilerin bir dönem boyunca gerçek dünyadan çok amaçlı bir mühendislik projesi üzerinde çalışmaları beklenmektedir.

Önkoşul: Mezuniyet durumu veya öğretim elemanının izni.

ENME664 Dinamik (3 Kredi) | Seçmeli

Genel Mekanik

Düzlem ve uzayda kinematik; Parçacıkların dinamiği, parçacık sistemi ve katı cisimler. Holonomik ve holonomik olmayan kısıtlamalar. Newton denklemleri, D'Alembert ilkesi, Hamilton ilkesi ve Lagrange denklemleri. Etki ve çarpışmalar. Dengenin kararlılığı.

Önkoşul: ENES221; veya benzer veya karşılaştırılabilir ders içeriğine sahip ders almış öğrenciler bölümle iletişime geçebilir; veya eğitmenin izni.

ENME695 Arıza Mekanizmaları ve Güvenilirlik (3 Kredi) | Seçmeli

Genel Mekanik

Bu ders, gözlemlenen başarısızlık dağılımlarının istatistiksel analizine dayalı olarak klasik güvenilirlik kavramlarını ve tanımlarını sunacaktır. Başarısızlığın kök nedeni mekanizmalarının incelenmesine dayalı olarak güvenilirliği artırmaya yönelik teknikler sunulacaktır; yaşam döngüsü yük profili, ürün mimarisi ve malzeme özellikleri hakkındaki bilgilere dayanmaktadır. Sağlam tasarım ve üretim uygulamaları yoluyla operasyonel arızalara çözüm bulma teknikleri tartışılacaktır. Öğrenciler, doğrudan elektrik, mekanik ve elektromekanik ürünlerin tasarımı ve üretimi ile ilgili olduğundan güvenilirlik alanındaki temel bilgileri ve becerileri kazanacaklardır.

ENPM605 Robotik için Python Uygulamaları (3 Kredi) | Seçmeli

ENPM640 Rehabilitasyon Robotiği (3 Kredi) | Seçmeli

Eski adıyla ENPM808J

Bu ders, engelli insanların yaşamlarını iyileştirmeye adanmış bir robot bilimi alanına giriş sağlar. Ders, robotiğin yeni ortaya çıkan ve en hızlı büyüyen alanlarından biri olan rehabilitasyon robotiği hakkında daha fazla bilgi edinmek isteyen lisansüstü öğrenciler için tasarlanmıştır. Rehabilitasyon robotiği, nörolojik yaralanmalar ve fiziksel travmadan kaynaklanan engellerin üstesinden gelmek ve yaşam kalitesini artırmak için robotların uygulanmasıdır. Robotikteki diğer alt uzmanlıkların ve/veya derslerin aksine, bu ders yalnızca mühendislik tasarımı ve geliştirmeyi değil, aynı zamanda bazı yenilikçi teknolojileri başarılı ve diğerlerini ticari başarısızlıklara dönüştüren insan faktörlerini de dikkate alır. Kanıta dayalı Ar-Ge ve ürün kabulü gibi diğer faktörler dikkate alınmaksızın, tek başına mühendislik yeniliği, bazı teknolojilerin mevcut olmadığı veya mevcut olmadığı veya amaçlanan yararlanıcılara yardımcı olmakta etkili olmadığı anlamına gelebilir. Bu ders, tıbbi tedaviyi iyileştirmek yerine yaşam kalitesini iyileştirmeye odaklanmasıyla biyomedikal mühendisliğinden farklıdır.

ENPM645 İnsan-Robot Etkileşimi (3 Kredi) | Seçmeli

Eski adıyla ENPM808K

İnsan-robot etkileşimlerinin kesişimini, insan-bilgisayar arayüzlerinin yanı sıra robotik duyguları, yüz ifadelerini ve öykünmeleri de içerecek şekilde tanımlayın. Sonuç, öğrencilerin robotlarla etkili bir şekilde etkileşime geçmek için en iyi yaklaşımları değerlendirmeleri için bir temel sağlayacaktır.

ENPM661 Otonom Robotların Planlanması (3 Kredi) | Çekirdek

Planlama, otonom robotları gerçekleştirmek için gereken temel bir yetenektir. Otonom robotlar bağlamında planlama birçok farklı seviyede gerçekleştirilir. En üst düzeyde, görev gereksinimlerini karşılamak için gereken görevleri belirlemek ve sıralamak için görev planlaması yapılır. Bir sonraki aşamada, bireysel görev hedeflerini ve kısıtlamalarını karşılayan bir dizi hareket hedefini belirlemek için planlama yapılır. Son olarak, en düşük seviyede, hareket hedeflerini gerçekleştirmek için aktüatör eylemlerini belirlemek üzere yörünge planlaması gerçekleştirilir. Farklı seviyelerde planlamayı gerçekleştirmek için farklı algoritmalar kullanılır. Bu yüksek lisans dersi, otonom robotların gerçekleştirilmesine yönelik planlama tekniklerini tanıtacaktır. Geleneksel hareket planlama tekniklerini kapsamanın yanı sıra bu ders, planlama sürecinde fiziğin rolünü vurgulayacaktır. Bu ders aynı zamanda planlama bileşeninin kontrol bileşeniyle nasıl entegre edildiğini de tartışacaktır. Bu derste kavramları açıklamak için mobil robotlar örnek olarak kullanılacaktır. Ancak kursta tanıtılan teknikler robot manipülatörlere de aynı şekilde uygulanabilecektir.

ENPM662 Robot Modellemeye Giriş (3 Kredi) | Çekirdek

Bu ders bir robot modellemenin temel prensiplerini tanıtmaktadır. Dersin büyük bir kısmı manipülatörlerin seri mekanizmalara dayalı olarak modellenmesine odaklanmaktadır. Ders homojen dönüşümün ve katı hareketlerin tanımlanmasıyla başlar. Daha sonra kinematik, ters kinematik ve Jacobian ile ilgili kavramlar tanıtılmaktadır. Bu ders daha sonra Eulerian ve Lagrangian Dinamiklerini tanıtmaktadır. Son olarak ders, manipülatörlerin paralel mekanizmalara dayalı olarak modellenmesine yönelik temel ilkelerin tanıtılmasıyla sona ermektedir. Bu derste tanıtılan kavramlar daha sonra kontrol ve planlama derslerinde kullanılmaktadır.

ENPM663 Üretim Robotu Yazılım Sistemi Oluşturmak (3 Kredi) | Seçmeli

Eski adıyla ENPM809B. Kurs, mimariler, bilgi temsili, planlama, kontrol, güvenlik, standartlar ve insan-robot etkileşimi dahil olmak üzere robot imalatının bileşenlerine bakacaktır. Öğrenciler bu alanların her birinde dünya çapında yürütülen çalışmaları keşfedecek ve bu teknolojilerin seçilmiş bir grubunun gerçek dünyadaki zorluklara nasıl uygulanabileceğine dair daha derin bir anlayış kazanmak için sınıfta küçük uygulamalı alıştırmalar yapacaklar. Bu kursta alanında uzman kişilerin davetli sunumları olacaktır.

Önerilen: Önceki C++ veya Python programlama deneyimi.

ENPM667 Robotik Sistemlerin Kontrolü (3 Kredi) | Çekirdek

Bu, robotik sistemler için kontrolörlerin tasarımına ilişkin temel bir derstir. Ders, PD ve PID yapılarına odaklanarak doğrusal kontrolün temel ilkeleriyle başlar ve bağımsız ortak kontrole yönelik uygulamaları tartışır. Dersin ikinci kısmı, robotik sistemlerin temel dinamiklerinden yararlanan kontrolörlerin tasarımını ele almak için enerji ve optimizasyon ilkelerini kullanan kontrol tasarımına yönelik fizik tabanlı bir yaklaşımı tanıtmaktadır. Kurs, kuvvet kontrolüne giriş ve zamanın izin vermesi halinde geometrik kontrolün temel prensipleri ile sona ermektedir.

ENPM673 Otonom Robotlara İlişkin Algı (3 Kredi) | Çekirdek

Mobil Robotlar için Görüntü İşleme ve Bilgisayarlı Görme teknikleri öğretilmektedir. Üç konu ele alınmaktadır: Görüntü İşleme (Görüntü Geliştirme, Filtreleme, Gelişmiş Kenar ve Doku), 3B Görme (Çoklu görünüm geometrisinden 3B Geometri, Hareket İşleme ve Stereo) ve Görüntü Segmentasyonu ve Nesne Tanıma'ya Giriş. Öğrenciler Vision ve Robotics'in mevcut çeşitli yazılım araç kutuları ile tanıştırılacak ve Python'da birkaç küçük proje uygulayacaklardır.

Önkoşul: Bir programlama dilinde yeterlilik gereklidir. Önerilen: Python'a aşinalık.

ENPM690 Robot Öğrenme (3 Kredi) | Seçmeli

Makine öğrenimi, robotik sistemlerin yeteneklerini büyük ölçüde genişletmek için kullanılabilir ve planlama, kontrol ve algılama dahil olmak üzere çeşitli robotik sistem işlevlerine uygulanmıştır. Adaptasyon ve öğrenme, dinamik veya belirsiz ortamlarda çalışması gereken otonom robotik sistemlerin geliştirilmesi için özellikle önemlidir. Sonuçta robotların, ortamda çalışırken (çevrimiçi ve/veya yaşam boyu öğrenme) öğrenme yoluyla bilgilerini genişletmelerini ve performanslarını geliştirmelerini istiyoruz. Robot Öğrenme, Takviyeli Öğrenme, Gösterimden Öğrenme ve Robot Şekillendirme gibi öğrenme tekniklerinin uygulanmasını kapsar; bunlar, daha sonra robot tarafından kullanılan modelleri oluşturmak için (tümevarım yoluyla) verilerin kullanıldığı çeşitli makine öğrenme paradigmalarıyla birlikte kullanılabilir. görevleri gerçekleştirin. Modeller oluşturmak için çok çeşitli paradigmalar mevcuttur (örneğin, CMAC, KNN, MLP, tembel öğrenme, LWR, RBF ve derin ağlar). Bu öğrenme teknikleri ve paradigmalar daha sonra, gerçek dünya ortamlarında çalışırken robotları kontrol edecek kontrolörler oluşturmak için geleneksel robotik kontrol yaklaşımlarıyla (örneğin, motor şeması, davranış temelli, doğrudan ve ters yöntemler) birleştirilir. Bu yüksek lisans dersi, makine öğrenimi tekniklerinin, paradigmaların ve kontrol tasarımının robotik sistemlere uygulanmasını inceleyecek ve öncelikle sabit olmayan robotik sistemlerde uygulama için temel yararlı gösterimlere ve model oluşturma tekniklerine odaklanacaktır.

Eskiden: ENPM808F.

ENPM692 Üretim ve Otomasyon (3 Kredi) | Seçmeli

Bu ders üretim otomasyonu ve ürün gerçekleştirmeyi, dijital fabrikaları ve yıkıcı üretim teknolojilerini kapsayacaktır. Hızlı ürün geliştirmeye yönelik otomasyon stratejilerinin yanı sıra, seçilen üretim senaryolarında katmanlı üretim, sürdürülebilirlik ve performans simülasyonunun rolü de araştırılacak.

Eskiden: ENPM808P.

ENPM700 Mühendislikte İleri Konular; Robotik için Yazılım Geliştirme (3 Kredi) | Seçmeli

Robotik endüstrisi büyümeye ve gelişmeye devam ettikçe yazılımın bu ürün ve sistemlerdeki rolü de daha kritik hale geliyor. Gömülü kontrollerden gelişmiş algılama ve öğrenmeye kadar yazılım, günümüzün robotlarına nüfuz ediyor. Diğer robotik kurslarında geliştirilen alan uzmanlığını temel alan bu kurs, konuşlandırılmış sistemler ve ürünler için profesyonel kalitede yazılım geliştirmeye yönelik araçları ve süreçleri öğretir. Öğrenciler yeni fikirleri veya prototipleri almanın en iyi uygulamalarını öğrenecek ve günümüzün ticarileşmiş robotik sistemleri için çok önemli olan karmaşık yazılımı oluşturmak için ne gerektiğini anlayacaklar. Kurs iki bölüme ayrılmıştır: İlk bölümde C++ programlama dili, nesne yönelimli programlama (OOP) kavramları, sürüm kontrolü, test etme ve çevik yazılım geliştirme süreçleri gözden geçirilecektir; ikincisi yoğun programlama ödevleri ve projeleri ile popüler Robot İşletim Sistemi (ROS) çerçevesini tanıtacak. Öğrenciler Linux kullanma, C/C++ ile programlama konusunda yetkin olmalı ve nesne yönelimli programlama kavramlarını anlamalıdır.

ENPM701 Otonom Robotik (3 Kredi) | Seçmeli

Bu, robotik platformlar için otonom navigasyonun temellerini araştıran uygulamalı bir kurstur. Öğrenciler, otonom navigasyon bağlamında ışık algılama ve menzil (lidar), radar ve bilgisayar görüşü gibi teknolojileri keşfedecekler. Öğrenciler, bu teknolojilerin seçilmiş bir grubunun gerçek dünyadaki robotik ortamlara nasıl uygulanabileceğine dair daha derin bir anlayış kazanmak için çoğu sınıfta küçük uygulamalı alıştırmalar yapacaklardır. Bu ders, ders materyalini, veri toplama ve işlemeyi ve otonom bir robotun navigasyon kontrolünü içeren bir dönem boyunca uygulamalı bir projenin tamamlanmasını gerektirir. Öğrenciler bu çalışmayı dönem boyunca bir arada kalan 1-3 kişilik ekipler halinde gerçekleştirirler. İlk derste spesifik proje detayları verilecektir.

ENPM702 Robot Programlamaya Giriş (3 Kredi) | Seçmeli

Bu uygulamalı kurs, öğrencilere robot programlamayı tanıtacaktır. Bu kurs, önceki çalışmalarında çok az programlama deneyimi olan veya hiç programlama deneyimi olmayan öğrencileri, programlama deneyimi gerektiren diğer ENPM robotik kurslarına hazırlamak için özel olarak tasarlanmıştır. Bu kurs C++ programlamaya odaklanacak ve Linux ve Robot İşletim Sistemine (ROS) çok kısa bir giriş sağlayacaktır. Öğrencilerin sınıfta öğrendiklerini uygulamalarına olanak sağlamak için küçük projeler verilecektir.

Online Programlar

#6 Çevrimiçi Lisansüstü Mühendislik Programları - ABD Haberleri ve Dünya Raporu En İyi Çevrimiçi Lisansüstü Mühendislik Programları

ABD Lisansüstü Programları

#19 Mühendislik Lisansüstü - ABD Haberleri ve Dünya Raporu 2023 En İyi Mühendislik Lisansüstü Programları

Uzmanlık:

• #15 Havacılık ve Uzay Mühendisliği
• #16 Elektrik Mühendisliği; #15 Bilgisayar Mühendisliği
• #17 Makine Mühendisliği

Girişimcilik Sıralaması

• #7 Lisans Programı
• #18 Yüksek Lisans Programı

Princeton Review'un Girişimcilik Programlarına Yönelik En İyi 50 Okulu"