Automatizace a kybernetika - OPBI3I033A

• Anglický název: Automatization and Cybernetics
• Zajišťuje: Katedra informačních technologií a technické výchovy (41-KITTV)
• Fakulta: Pedagogická fakulta
• Platnost: od 2022
• Semestr: zimní
• E-Kredity: 4
• Způsob provedení zkoušky: zimní s.:
• Rozsah, examinace: zimní s.:1/1, Zk [HT]
• Rozsah za akademický rok: 0 [hodiny]
• Počet míst: 16 / neurčen (neurčen)
• Minimální obsazenost: neomezen
• 4EU+: ne
• Virtuální mobilita / počet míst pro virtuální mobilitu: ne
• Stav předmětu: vyučován
• Jazyk výuky: čeština
• Způsob výuky: prezenční
• Poznámka: předmět je možno zapsat mimo plán; povolen pro zápis po webu; při zápisu přednost, je-li ve stud. plánu
• Garant: Ing. Jaroslav Novák, Ph.D.
• Vyučující: Ing. Jaroslav Novák, Ph.D.
• Prerekvizity : OPBI3I022A
• Je prerekvizitou pro: OPBI3I043A

Anotace

čeština

Automatizace a kybernetika se zabývá systémovým pojetím kybernetiky, jejími hlavními prvky a vztahem k oboru a oblastem IKT. Zaměřuje se na technologické principy automatizace s užitím informačních technologií a na robotiku. Cílem předmětu je poukázat na vazby mezi obecnými principy kybernetiky a teorie systémů k oblastem IKT a vybavit studenty příslušnými znalostmi a dovednostmi z aplikované technologické úrovně technické kybernetiky a robotiky. Hlavní témata předmětu jsou: Kybernetika (obory teoretické a aplikované, technická kybernetika, informace, systém); Základy teorie systémů (druhy systémů, systém a jeho složky, systémová analýza, řízení, regulace); Kybernetika a informatika (souvislosti, automaty, programování, algoritmy); Teorie informace a příklady aplikace do IKT; Automatizace, automatizované systémy a řízení, vyšší formy řízení, regulační obvody; modelování systémů; Číslicová technika a navazující obvody (převodníky, prvky pro řízení a regulaci, snímače, akční a pomocné členy); Technické a programové prvky automatizovaných systémů, programovatelné logické automaty, mikrořadiče; Aplikovaná číslicová technika a elektrotechnika, internet věcí, biometrie; Aktuální možnosti AI; Robotika, inteligence a umělá inteligence, systémové myšlení; Aplikace do edukační sféry.

Poslední úprava: Novák Jaroslav, Ing., Ph.D. (15.10.2024)

angličtina

The subject is delimited by the following topics: cybernetics, systems theory, cybernetics and informatics, control circuits, automation, automated systems and control, control circuit elements, digital technology, robotics.

Poslední úprava: Novák Jaroslav, Ing., Ph.D. (08.11.2022)

Deskriptory

Příprava na výuku

Doba očekávané přípravy na 1 hodinu přednášky – 30 minut

Doba očekávané přípravy na 1 cvičení – 60 minut

Doba očekávané přípravy na 1 hodinu praxe – 0 hodin

Samostudium literatury (za semestr) – 12 hodin

Práce se studijními materiály (za semestr) – 16 hodin

Plnění průběžných úkolů (za semestr) – 30 hodin

 

Plnění předmětu

Seminární práce – 0 hodin

Příprava na zápočet – 0 hodin

Příprava na zkoušku a zkouška – 15 hodin

Poslední úprava: Novák Jaroslav, Ing., Ph.D. (01.11.2022)

Podmínky zakončení předmětu

Podmínkou přihlášení na zkoušku je zpracování a odevzdání cvičení zadávaných v průběhu výuky a odevzdání souhrnné práce (specifika jsou sdělena v úvodu výuky předmětu a v kurzu moodle), vše na vyhovující úrovni zpracování.

Zkouška má část písemnou a ústní - prokázání příslušné úrovně vědomostí a dovedností z oblasti zaměření předmětu.

Poslední úprava: Novák Jaroslav, Ing., Ph.D. (01.11.2022)

Literatura

ANTOŠOVÁ M., DAVÍDEK, V. Číslicová technika. Učebnice. České Budějovice: KOPP, 2009.

BENEŠ, P., LACKO, B., MAIXNER, L., ŠMEJKAL, L. Automatizace a automatizační technika 1 až 4. Praha: BEN, 2009.

CEJPEK, J. Informace, komunikace a myšlení. Praha: Karolinum, 2005.

ČERNÝ, J. Základy teorie systémů. Praha: VŠE, 2001.

HRUŠKA, F. Technické prostředky integrované automatizace. Zlín: Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně, 2017.

KOLÁŘ, J. Teoretická informatika. Praha: Vydavatelství ČVUT, 2009.

MAIXNER, L. a kol. Automatizace, automatizační technika. Díl I až IV. Brno: Computer Press 2000 až 2014.

MATOUŠEK, D. Číslicová technika. Praha: BEN - technická literatura, 2002.

MILDEOVÁ, S. Systémová dynamika: tvorba modelu. Praha: Oeconomica, 2012.

NOVÁK, O. a kol. Číslicová elektronika. Liberec: Technická univerzita v Liberci, Fakulta mechatroniky, informatiky a mezioborových studií, 2014.

POKORNÝ, M., LAVRINČÍK, J. Teorie systémů I. Olomouc: MVŠO, 2009.

RIPKA, P., ĎAĎO, S., KREIDL, M., NOVÁK, J. Senzory a převodníky. Praha: Vydavatelství ČVUT FeL, 2011.

TŮMA, F. Kybernetika. Plzeň: Západočeská univerzita v Plzni, 2010.

WIENER, N. Kybernetika neboli řízení a sdělování v živých organismech a strojích. Praha: ČSAV, 1960.

Materiály a soubory předávané v průběhu semestru.

Odkaz na studijní opory: https://moodle.it.pedf.cuni.cz/course/view.php?id=899   

Klíč do kurzu je sdělen ve výuce.

Poslední úprava: Novák Jaroslav, Ing., Ph.D. (08.11.2022)

Sylabus

Kybernetika

• kybernetika, její vývoj a vymezení
• obory teoretické a aplikované
• technická kybernetika

Teorie informace a příklady aplikace do ICT

• informace, entropie, neuronové sítě, fuzzy množiny
• automaty
• algoritmy a programovací techniky

Základy teorie systémů

• druhy systémů, systém a jeho složky
• vývoj, znázorňování a modelování systémů
• systémová analýza

Automatizace, automatizované systémy a řízení

• technické prostředky automatizace, mechatronika
• řízení a druhy řízení, ovládání, regulace, vyšší formy řízení
• optimální a adaptivní řízení, umělá inteligence

Aplikovaná číslicová technika a elektrotechnika

• převodníky A/D a D/A
• rozhraní zařízení, vstupy a výstupy, snímače a akční prvky
• užití ve vzdělávací oblasti IKT

Technické a programové prvky

• technická a programová řešení regulačních obvodů, programovatelné logické automaty

Robotika

• robotické sestavy a prvky, prvky biometrie
• robotické stavebnice, vazba na edukaci

Umělá inteligence

• inteligence a umělá inteligence
• aktuální možnosti AI
• AI a robotika

Poslední úprava: Novák Jaroslav, Ing., Ph.D. (15.10.2024)

Studijní opory

Odkaz na studijní opory:

https://moodle.it.pedf.cuni.cz/course/view.php?id=899

Poslední úprava: Novák Jaroslav, Ing., Ph.D. (08.11.2022)

Výsledky učení

Student:

• vymezí kybernetiku, uvede její vývoj, obory teoretické a aplikované
• vysvětlí pojmy informace, entropie, neuronové sítě, fuzzy množiny a uvede je na příkladech
• vysvětlí druhy systémů a jejich složky s uvede na příkladech, analyzuje příklady technologií z pohledu teorie systémů
• navrhne systém pro dané zadání, provede systémovou analýzu a obhájí své řešení, aplikuje znázorňování a modelování systémů na příkladech
• vysvětlí principy automatizace, automatizovaných systémů a druhů jejich řízení, uvede na příkladech a vyhodnotí správnost zadaných příkladů z pohledu řízení
• vytvoří návrh jednoduchého automatizovaného systému a obhájí jeho řešení
• vysvětlí a použije ve vhodných souvislostech pojem inteligence a umělá inteligence
• uvede technické prostředky automatizace včetně elektormechanických vlastností použitých prvků a aplikuje poznatky do návrhu řešení systémů s čidly a akčními členy
• aplikuje možnosti znázorňování podle UML na příkladech systémů
• uvede využití teorie systémů, prostředků a technologicí automatizace ve vzdělávacím oboru Informatika podle RVP ZV
• vysvětlí principy robotiky a edukační robotiky, navrhne příklady řešení jednoduchých robotických systémů
• uvede příklady užití AI v edukaci

Poslední úprava: Novák Jaroslav, Ing., Ph.D. (15.10.2024)