Civilingenjör i robotik
University of Maryland - A. James Clark School of Engineering
Nyckelinformation
Campus läge
College Park, Amerikas förenta stater
språk
Engelsk
Studieformat
Distansutbildning, På Campus
Varaktighet
2 år
Takt
Heltid, Deltid
Studieavgifter
USD 45 000 / per course *
Ansökningstiden
15 May 2024
Tidigaste startdatum
28 May 2024
* på campusundervisning: $1,086.53 per kredit timme/onlineundervisning: $1,340.39 per kredit timme
Introduktion
Som ett av de snabbast växande områdena inom teknik och teknik, en examen i robotik erbjuder dig karriärmöjligheter inom olika branscher, inklusive flyg-, tillverkning, försvar, och till och med sjukvård.
University of Marylands Master of Engineering and Graduate Certificate in Engineering program samlar ingenjörer som har en passion för att upptäcka robotens potential att gynna samhället. Våra program körs i samband med Maryland Robotics Center, ett tvärvetenskapligt forskningscenter med mer än 40 fakultetsmedlemmar i spetsen för framsteg inom robotik och över 18 laboratorier med toppmodern teknik.
Vår läroplan är utformad för att bygga förståelse och expertis inom robotikdesign, modellering, styrsystem, autonom robotik, maskininlärning, datorseende, och interaktion mellan människa och robot. Med en rad tekniska valfria, studenter som bedriver en robotexamen kan skräddarsy sina kurser mot sitt intresseområde inom robotik inklusive flygrobotik, artificiell intelligens, datorsyn och uppfattning, Plats, och planetrobotik, robotkinematik och dynamik, kontrollera, nätverksrobotsystem, och medicinsk och rehabiliteringsrobotik.
Antagningar
Läroplan
Gradskrav
Civilingenjör: 30 hp eller 10 kurser
Studenter som bedriver detta alternativ måste slutföra fyra kärnkurser och sex tekniska valfria valfria från den godkända listan över kurser ovan. Studenter bör rådgöra med sin handledare innan de registrerar sig och ha förhandsgodkännande för alla tekniska valfria kurser.* Kurser med speciella ämnen kan också finnas tillgängliga under vissa terminer, och studenter bör prata med sin akademiska rådgivare om de är intresserade av någon av dessa nya kurser. Det krävs ingen forskning eller avhandling för denna examen.
*CMSC426 täcker innehåll som liknar ENPM673 och kommer inte att godkännas för M.Eng. grad.
Graduate Certificate in Engineering: 12 högskolepoäng eller 4 kurser
Detta alternativ kräver framgångsrikt slutförande av fyra kurser från kärnkurserna i robotteknik som anges ovan. Studenter bör rådgöra med sin rådgivare innan de registrerar sig.
Kurser
CMSC651 Analys av algoritmer (3 poäng) | Valfri
Algoritmers effektivitet, storleksordningar, återfallsrelationer, nedre gränstekniker, tids- och rumsresurser, NP-kompletta problem, polynomhierarkier och approximationsalgoritmer. Sortering, sökning, setmanipulation, grafteori, matrismultiplikation, snabb Fouriertransform, mönstermatchning och heltals- och polynomaritmetik.
CMSC712 distribuerade algoritmer och verifiering (3 poäng) | Valfri
Studie av algoritmer från litteraturen om distribuerade och samtidiga system. Formell metod för att specificera, verifiera och härleda sådana algoritmer. Områden valda från ömsesidig uteslutning, resursallokering, vilodetektering, val, bysantinska överenskommelser, routing, nätverksprotokoll och feltolerans. Formella tillvägagångssätt kommer att hantera systemspecifikation och verifiering av säkerhet, livlighet och realtidsegenskaper.
CMSC722 Artificiell intelligensplanering (3 poäng) | Valfri
Automatiserad planering av åtgärder för att uppnå några önskade mål. Grundläggande algoritmer, viktiga system och nya riktningar inom området för planeringssystem för artificiell intelligens.
CMSC733 Datorbehandling av bildinformation (3 poäng) | Valfri
Inmatning, utmatning och lagring av bildinformation. Bilder som informationskällor, effektiv kodning, sampling, kvantisering och approximation. Positionsinvarianta operationer på bilder, digitala och optiska implementeringar, pax-språket, applikationer att matcha och rumslig frekvensfiltrering. Bildkvalitet, bildförbättring och bildåterställning. Bildegenskaper och bildmönsterigenkänning. Bearbetning av komplexa bilder; figurextraktion, figurers egenskaper. Datastrukturer för bildbeskrivning och manipulation; bildspråk. Grafiksystem för alfanumeriska och andra symboler, linjeteckningar av två- och tredimensionella objekt, tecknade serier och filmer.
CMSC734 Informationsvisualisering (3 poäng) | Valfri
Informationsvisualisering definieras som grafik, vetenskaplig visualisering, databaser, datautvinning och interaktion mellan människa och dator. Visualiseringar för dimensionell, tidsmässig, hierarkisk och nätverksdata. Undersöker designalternativ, algoritmer, datastrukturer, samordnade vyer och utvärderingar av mänskliga faktorers effektivitet.
ENAE681 Engineering Optimization (3 poäng) | Valfri
Metoder för obegränsad och begränsad minimering av funktioner hos flera variabler. Känslighetsanalys för system av algebraiska ekvationer, egenvärdeproblem och system av vanliga differentialekvationer. Metoder för omvandling av ett optimeringsproblem till en sekvens av ungefärliga problem. Optimal designkänslighetsanalys.
Begränsning: Tillstånd från ENGR-Aerospace Engineering-avdelningen.
ENAE692 Introduktion till rymdrobotik (3 poäng) | Valfri
Analystekniker för manipulatorkinematik och dynamik. DH-parametrar, seriella och parallella manipulatorer, metoder för redundans. Tillämpningar av robotar för rymdoperationer, inklusive manipulatorer på friflygande baser, satellitservice och planetarisk ytmobilitet. Sensorer, ställdon och mekanismdesign. Kommando och kontroll med människor i slingan.
ENAE697 Space Human Factors and Life Support (3 poäng) | Valfri
Tekniska krav stödjer människor i rymden. Livsuppehållande design: strålningseffekter och begränsningsstrategier; krav på atmosfär; vatten, mat och temperaturkontroll. Boende för mänsklig produktivitet i rymden: fysiska och psykologiska krav; design av arbetsstation; och säkerhetskonsekvenser av systemarkitekturer. Design och drift för aktiviteter utanför fordon.
ENME600 Engineering Design Methods (3 hp) | Valfri
Allmän mekanisk
Detta är en introduktionskurs på forskarnivå i kritiskt tänkande om formella metoder för konstruktion inom maskinteknik. Kursdeltagarna får bakgrund i dessa metoder och den kreativa potential var och en erbjuder designers. Deltagarna kommer att formulera, presentera och diskutera sina egna åsikter om värdet och lämplig användning av designmaterial för maskinteknik.
Förkunskaper: Utexaminerad stående eller tillstånd av instruktör.
ENME605 Advanced Systems Control (3 poäng) | Valfri
Allmän mekanisk
Modern styrteori för både kontinuerliga och diskreta system. Statlig rumsrepresentation ses över och begreppen kontrollerbarhet och observerbarhet diskuteras. Designmetoder för deterministiska observatörer presenteras och optimal kontrollteori formuleras. Styrtekniker för att modifiera systemegenskaper diskuteras.
Förutsättning: ENME462; eller tillstånd av instruktör.
ENME607 Engineering Decision Making (3 poäng) | Valfri
I samband med teknisk design, projektledning och andra funktioner måste ingenjörer fatta beslut, nästan alltid under tids- och budgetbegränsningar. Att hantera risker kräver att man fattar beslut i närvaro av osäkerhet. Denna kurs kommer att täcka material om individuellt beslutsfattande, beslutsfattande i grupp och beslutsfattares organisationer. Kursen kommer att presentera tekniker för att fatta bättre beslut, för att förstå hur beslut är relaterade till varandra och för att hantera risker.
Erbjuds även som ENRE 671. Kredit ges endast för ENME 808X, ENRE 671 eller ENME 607. Tidigare: ENME 808X.
ENME610 Engineering Optimization (3 poäng) | Valfri
Allmän mekanisk
Översikt över tillämpad en- och multi-objektiv optimering och beslutsfattande koncept och tekniker med tillämpningar inom teknisk design och/eller tillverkningsproblem. Ämnen inkluderar formuleringsexempel, begrepp, optimalitetsförhållanden, oinskränkta/begränsade metoder och känslighetsanalys efter optimalitet. Studenter förväntas arbeta med ett terminslångt verkligt ingenjörsprojekt med flera mål.
Förutsättning: Utexaminerad stående eller tillstånd av instruktör.
ENME664 Dynamics (3 poäng) | Valfri
Allmän mekanisk
Kinematik i plan och rymd; Dynamik hos partiklar, system av partiklar och stela kroppar. Holonomiska och icke-holonomiska begränsningar. Newtons ekvationer, D'Alemberts princip, Hamiltons princip och Lagranges ekvationer. Krockar och kollisioner. Stabilitet av jämvikter.
Förutsättning: ENES221; eller studenter som har gått kurser med liknande eller jämförbart kursinnehåll kan kontakta institutionen; eller tillstånd av instruktören.
ENME695 Felmekanismer och tillförlitlighet (3 poäng) | Valfri
Allmän mekanisk
Denna kurs kommer att presentera klassiska reliabilitetsbegrepp och definitioner baserade på statistisk analys av observerade felfördelningar. Tekniker för att förbättra tillförlitligheten, baserade på studier av rotorsaksfelmekanismer, kommer att presenteras; baserad på kunskap om livscykelbelastningsprofil, produktarkitektur och materialegenskaper. Tekniker för att komma till rätta med driftsfel genom robust design och tillverkningsmetoder kommer att diskuteras. Studenterna kommer att få grunderna och färdigheterna inom tillförlitlighetsområdet eftersom det direkt hänför sig till design och tillverkning av elektriska, mekaniska och elektromekaniska produkter.
ENPM605 Python Applications for Robotics (3 poäng) | Valfri
ENPM640 Rehabiliteringsrobotik (3 poäng) | Valfri
Tidigare ENPM808J
Denna kurs ger en introduktion till ett område inom robotik som är dedikerat till att förbättra livet för personer med funktionsnedsättning. Kursen är designad för doktorander som vill lära sig mer om rehabiliteringsrobotik, ett framväxande och ett av de snabbast växande områdena inom robotik. Rehabiliteringsrobotik är tillämpningen av robotar för att övervinna funktionshinder till följd av neurologiska skador och fysiska trauman, och förbättra livskvaliteten. I motsats till andra underspecialiteter och/eller kurser i robotik, tar denna kurs inte bara hänsyn till ingenjörsdesign och utveckling utan också de mänskliga faktorerna som gör vissa innovativa teknologier framgångsrika och andra kommersiella misslyckanden. Teknisk innovation i sig själv – utan att ta hänsyn till andra faktorer som evidensbaserad FoU och produktacceptans – kan innebära att vissa tekniker inte blir eller förblir tillgängliga, eller är effektiva för att hjälpa sina avsedda förmånstagare. Denna kurs skiljer sig från biomedicinsk ingenjörskonst i sin fokus på att förbättra livskvaliteten, snarare än att förbättra deras medicinska behandling.
ENPM645 Interaktion mellan människa och robot (3 poäng) | Valfri
Tidigare ENPM808K
Definiera skärningspunkten mellan människa-robot-interaktioner för att inkludera människa-dator-gränssnitt såväl som robotiska känslor och ansiktsuttryck och emuleringar. Resultatet kommer att ge en grund för eleverna att bedöma de bästa metoderna för att interagera effektivt med robotar.
ENPM661 Planering för autonoma robotar (3 poäng) | Kärna
Planering är en grundläggande förmåga som behövs för att förverkliga autonoma robotar. Planering i samband med autonoma robotar utförs på flera olika nivåer. På toppnivån utförs uppgiftsplanering för att identifiera och sekvensera de uppgifter som behövs för att uppfylla uppdragskraven. På nästa nivå utförs planering för att bestämma en sekvens av rörelsemål som uppfyller individuella uppgiftsmål och begränsningar. Slutligen, på den lägsta nivån, utförs banaplanering för att bestämma ställdonets åtgärder för att realisera rörelsemålen. Olika algoritmer används för att uppnå planering på olika nivåer. Denna forskarkurs kommer att introducera planeringstekniker för att förverkliga autonoma robotar. Förutom att täcka traditionella rörelseplaneringstekniker, kommer denna kurs att betona fysikens roll i planeringsprocessen. Denna kurs kommer också att diskutera hur planeringskomponenten är integrerad med styrkomponenten. Mobila robotar kommer att användas som exempel för att illustrera begreppen under denna kurs. Tekniker som introduceras i kursen kommer dock att vara lika tillämpliga på robotmanipulatorer
ENPM662 Introduktion till robotmodellering (3 poäng) | Kärna
Denna kurs introducerar grundläggande principer för att modellera en robot. Huvuddelen av kursen är inriktad på modellering av manipulatorer baserade på seriella mekanismer. Kursen inleds med en beskrivning av den homogena transformationen och stela rörelserna. Den introducerar sedan begrepp relaterade till kinematik, omvänd kinematik och jakobier. Denna kurs introducerar sedan Eulerian och Lagrangian Dynamics. Slutligen avslutas kursen med att introducera grundläggande principer för modellering av manipulatorer baserade på parallella mekanismer. Begreppen som introduceras i denna kurs används sedan i styr- och planeringskurser.
ENPM663 Bygga ett mjukvarusystem för tillverkningsrobotar (3 poäng) | Valfri
Tidigare ENPM809B. Kursen kommer att titta på komponenterna i tillverkningsrobotar, inklusive arkitekturer, kunskapsrepresentation, planering, kontroll, säkerhet, standarder och interaktion mellan människa och robot. Eleverna kommer att utforska det arbete som utförs runt om i världen inom vart och ett av dessa områden och kommer att utföra små praktiska övningar i klassen för att få en djupare förståelse för hur en utvald uppsättning av dessa tekniker kan tillämpas på verkliga utmaningar. Denna kurs kommer att ha inbjudna presentationer från experter på området.
Rekommenderas: Tidigare erfarenhet av programmering i C++ eller Python.
ENPM667 Kontroll av robotsystem (3 poäng) | Kärna
Detta är en grundkurs i design av styrenheter för robotsystem. Kursen inleds med grundprinciper för linjär styrning, med fokus på PD- och PID-strukturer, och diskuterar tillämpningar för oberoende gemensam styrning. Den andra delen av kursen introducerar ett fysikbaserat tillvägagångssätt för styrdesign som använder energi- och optimeringsprinciper för att tackla designen av styrenheter som utnyttjar den underliggande dynamiken hos robotsystem. Kursen avslutas med en introduktion till kraftkontroll och grundläggande principer för geometrisk kontroll om tiden tillåter.
ENPM673 Perception för autonoma robotar (3 poäng) | Kärna
Bildbehandling och datorseende tekniker för mobila robotar lärs ut. Tre ämnen behandlas: bildbehandling (bildförbättring, filtrering, avancerad kant och textur), 3D-vision (3D-geometri från geometri med flera vyer, rörelsebearbetning och stereo) och en introduktion till bildsegmentering och objektigenkänning. Eleverna introduceras till flera befintliga mjukvaruverktygslådor från Vision och Robotics och kommer att implementera flera mindre projekt i Python.
Förutsättning: Kunskaper i ett programmeringsspråk krävs. Rekommenderas: Bekantskap med Python.
ENPM690 Robotinlärning (3 poäng) | Valfri
Maskininlärning kan användas för att kraftigt utöka kapaciteten hos robotsystem och har tillämpats på en mängd olika robotsystemfunktioner inklusive planering, kontroll och uppfattning. Anpassning och lärande är särskilt viktigt för utvecklingen av autonoma robotsystem som måste fungera i dynamiska eller osäkra miljöer. I slutändan skulle vi vilja att robotarna utökar sin kunskap och förbättrar sin prestation genom lärande medan de verkar i miljön (online och/eller livslångt lärande). Robotinlärning täcker tillämpningen av inlärningstekniker inklusive Reinforcement Learning, Learning from Demonstration och Robot Shaping som kan användas med en mängd olika maskininlärningsparadigm för vilka data används för att generera (genom induktion) modeller som sedan används av roboten för att utför uppgifter. En mängd olika paradigm finns tillgängliga för att generera modeller (t.ex. CMAC, KNN, MLP, lazy learning, LWR, RBF och djupa nätverk). Dessa inlärningstekniker och paradigm kombineras sedan med traditionella robotstyrningsmetoder (t.ex. motorschema, beteendebaserade, direkta och omvända metoder) för att skapa kontroller för att styra robotarna medan de arbetar i verkliga miljöer. Denna forskarkurs kommer att utforska tillämpningen av maskininlärningstekniker, paradigmer och kontrolldesign på robotsystem, med fokus främst på viktiga användbara representationer och modellbyggande tekniker för tillämpning i icke-stationära robotsystem.
Tidigare: ENPM808F.
ENPM692 Tillverkning och automation (3 poäng) | Valfri
Denna kurs kommer att täcka tillverkningsautomation och produktförverkligande, digitala fabriker och störande tillverkningstekniker. Rollen för additiv tillverkning, hållbarhet och prestandasimulering i utvalda tillverkningsscenarier kommer att utforskas tillsammans med automationsstrategier för snabb produktutveckling.
Tidigare: ENPM808P.
ENPM700 Avancerade ämnen inom teknik; Mjukvaruutveckling för robotik (3 poäng) | Valfri
I takt med att robotindustrin fortsätter att växa och utvecklas blir mjukvarans roll i dessa produkter och system också mer kritisk. Från inbyggda kontroller till avancerad perception och inlärning, mjukvara genomsyrar dagens robotar. Den här kursen bygger på domänexpertis utvecklad i andra robotikkurser och lär ut verktygen och processerna för att utveckla programvara av professionell kvalitet för utplacerade system och produkter. Eleverna kommer att lära sig de bästa metoderna för att ta nya idéer eller prototyper och förstå vad som krävs för att bygga den komplexa mjukvaran som är så viktig för dagens kommersialiserade robotsystem. Kursen är uppdelad i två delar: den första kommer att granska programmeringsspråket C++, koncept för objektorienterad programmering (OOP), versionskontroll, testning och agila mjukvaruutvecklingsprocesser; den andra kommer att introducera det populära ramverket Robot Operating System (ROS) med intensiva programmeringsuppdrag och projekt. Eleverna bör vara skickliga i att använda Linux, programmera med C/C++ och förstå begreppen objektorienterad programmering.
ENPM701 Autonomous Robotics (3 poäng) | Valfri
Detta är en praktisk kurs som utforskar grunderna för autonom navigering för robotplattformar. Eleverna kommer att utforska teknik inklusive ljusdetektion och avståndsavstånd (lidar), radar och datorseende i samband med autonom navigering. Eleverna kommer att utföra små praktiska övningar i de flesta klasser för att få en djupare förståelse för hur en utvald uppsättning av dessa teknologier kan tillämpas på verkliga robotmiljöer. Den här kursen kräver slutförandet av ett terminslångt praktiskt projekt som använder kursmaterialet, datainsamling och bearbetning och navigationsstyrning av en autonom robot. Studenterna utför detta arbete i team om 1-3, som håller ihop under hela terminen. Specifika projektdetaljer kommer att tillhandahållas under den första kursen.
ENPM702 Introduktionsrobotprogrammering (3 poäng) | Valfri
Denna praktiska kurs kommer att introducera studenter till robotprogrammering. Den här kursen är speciellt utformad för studenter som har haft liten eller ingen erfarenhet av programmering under sina tidigare studier för att förbereda dem för andra ENPM-robotikkurser som kräver programmeringserfarenhet. Denna kurs kommer att fokusera på C++-programmering och ge en mycket kort introduktion till Linux och Robot Operating System (ROS). Små projekt kommer att tilldelas för att låta eleverna tillämpa det de har lärt sig i klassen.
Ranking
Online-program
#6 Online Graduate Engineering Program - US News and World Report Bästa Online Graduate Engineering Program
US Graduate Programs
#19 Graduate Engineering - US News and World Report 2023 Best Engineering Graduate Programs
Specialiteter:
- #15 Flygteknik
- #16 Elektroteknik; #15 Datateknik
- #17 Maskinteknik
Entreprenörskapsranking
- #7 Grundutbildningsprogram
- #18 Graduate Program
Princeton Reviews topp 50 skolor för entreprenörskapsprogram"