Mestrado em Engenharia em Robótica
University of Maryland - A. James Clark School of Engineering
Informação chave
Localização do campus
College Park, Estados Unidos da América
Línguas
Inglês
Formato de estudo
Ensino à Distância, No campus
Duração
2 anos
Frequência
Tempo integral, Meio período
Propinas
USD 45 000 / per course *
Prazo de inscrição
15 May 2024
Data de início mais cedo
28 May 2024
* no campus: $1.086,53 por hora de crédito/propina online: $1.340.39 por hora de crédito
Introdução
Como uma das áreas de crescimento mais rápido em tecnologia e engenharia, uma pós-graduação em robótica oferece oportunidades de carreira em diversos setores, incluindo aeroespacial, manufatura, defesa e até mesmo saúde.
Os programas de Mestrado em Engenharia e Pós-Graduação em Engenharia da Universidade de Maryland reúnem profissionais de engenharia que têm paixão por descobrir o potencial dos robóticos para beneficiar a sociedade. Os nossos programas são executados em conjunto com o Maryland Robotics Center, um centro de investigação interdisciplinar com mais de 40 membros do corpo docente na vanguarda dos avanços na robótica e mais de 18 laboratórios com tecnologias de ponta.
Nosso currículo foi projetado para criar compreensão e experiência em projeto robótico, modelagem, sistemas de controle, robótica autónoma, aprendizagem automática, visão computacional e interação homem-robô. Com várias opções técnicas, os alunos que frequentam um curso de robótica são capazes de adaptar o seu curso à sua área de interesse em robótica, incluindo robótica aérea, inteligência artificial, visão e percepção por computador, espaço e robótica planetária, cinemática e dinâmica de robôs, controle, sistemas robóticos em rede e robótica médica e de reabilitação.
Admissões
Currículo
Requisitos de graus
Mestrado em Engenharia: 30 Créditos ou 10 Cursos
Os alunos que buscam esta opção devem concluir quatro cursos básicos e seis disciplinas eletivas técnicas de sua escolha na lista de cursos aprovados acima. Os alunos devem consultar seu orientador antes de se inscrever e ter pré-aprovação para todas as disciplinas técnicas eletivas.* Cursos de tópicos especiais também podem estar disponíveis em alguns semestres, e os alunos devem conversar com seu orientador acadêmico caso tenham interesse em um desses novos cursos. Não há pesquisa ou tese necessária para este grau.
*CMSC426 abrange conteúdo muito semelhante ao ENPM673 e não será aprovado para o M.Eng. grau.
Certificado de Graduação em Engenharia: 12 Créditos ou 4 Cursos
Esta opção requer a conclusão bem-sucedida de quatro cursos dos cursos básicos de robótica listados acima. Os alunos devem consultar seu orientador antes de se inscrever.
Cursos
Análise de Algoritmos CMSC651 (3 Créditos) | Eletivo
Eficiência de algoritmos, ordens de grandeza, relações de recorrência, técnicas de limite inferior, recursos de tempo e espaço, problemas NP-completos, hierarquias polinomiais e algoritmos de aproximação. Classificação, pesquisa, manipulação de conjuntos, teoria de grafos, multiplicação de matrizes, transformada rápida de Fourier, correspondência de padrões e aritmética inteira e polinomial.
Algoritmos Distribuídos CMSC712 e Verificação (3 Créditos) | Eletivo
Estudo de algoritmos da literatura de sistemas distribuídos e concorrentes. Abordagem formal para especificar, verificar e derivar tais algoritmos. Áreas selecionadas entre exclusão mútua, alocação de recursos, detecção de quiescência, eleição, acordos bizantinos, roteamento, protocolos de rede e tolerância a falhas. As abordagens formais tratarão da especificação do sistema e da verificação de segurança, atividade e propriedades em tempo real.
Planejamento de Inteligência Artificial CMSC722 (3 Créditos) | Eletivo
Planejamento automatizado de ações para atingir alguns objetivos desejados. Algoritmos básicos, sistemas importantes e novos rumos no campo dos sistemas de planejamento de inteligência artificial.
CMSC733 Processamento computacional de informações pictóricas (3 créditos) | Eletivo
Entrada, saída e armazenamento de informações pictóricas. Imagens como fontes de informação, codificação eficiente, amostragem, quantização e aproximação. Operações invariantes à posição em imagens, implementações digitais e ópticas, linguagem pax, aplicações correspondentes e filtragem de frequência espacial. Qualidade de imagem, aprimoramento de imagem e restauração de imagem. Propriedades de imagem e reconhecimento de padrões pictóricos. Processamento de imagens complexas; extração de figuras, propriedades das figuras. Estruturas de dados para descrição e manipulação de imagens; linguagens de imagem. Sistemas gráficos para símbolos alfanuméricos e outros, desenhos de objetos bidimensionais e tridimensionais, desenhos animados e filmes.
Visualização de informações CMSC734 (3 créditos) | Eletivo
A visualização de informações é definida como gráficos, visualização científica, bancos de dados, mineração de dados e interação humano-computador. Visualizações de dados dimensionais, temporais, hierárquicos e de rede. Examina alternativas de design, algoritmos, estruturas de dados, visualizações coordenadas e avaliações de eficácia de fatores humanos.
Otimização de Engenharia ENAE681 (3 Créditos) | Eletivo
Métodos de minimização irrestrita e restrita de funções de diversas variáveis. Análise de sensibilidade para sistemas de equações algébricas, problemas de autovalores e sistemas de equações diferenciais ordinárias. Métodos de transformação de um problema de otimização numa sequência de problemas aproximados. Análise de sensibilidade de projeto ideal.
Restrição: Permissão do departamento de Engenharia Aeroespacial da ENGR.
ENAE692 Introdução à Robótica Espacial (3 Créditos) | Eletivo
Técnicas de análise da cinemática e dinâmica do manipulador. Parâmetros DH, manipuladores seriais e paralelos, abordagens à redundância. Aplicações de robôs em operações espaciais, incluindo manipuladores em bases de vôo livre, manutenção de satélites e mobilidade de superfície planetária. Sensores, atuadores e projeto de mecanismos. Comando e controle com humanos no circuito.
ENAE697 Fatores Humanos Espaciais e Suporte à Vida (3 Créditos) | Eletivo
Os requisitos de engenharia apoiam os humanos no espaço. Projeto de suporte de vida: efeitos de radiação e estratégias de mitigação; requisitos para atmosfera; água, comida e controle de temperatura. Acomodações para produtividade humana no espaço: requisitos físicos e psicológicos; projeto de estação de trabalho; e implicações de segurança das arquiteturas de sistema. Projeto e operações para atividades extraveiculares.
Métodos de Projeto de Engenharia ENME600 (3 Créditos) | Eletivo
Mecânica Geral
Este é um curso introdutório de pós-graduação ao pensamento crítico sobre métodos formais de projeto em engenharia mecânica. Os participantes do curso adquirem experiência nesses métodos e no potencial criativo que cada um oferece aos designers. Os participantes formularão, apresentarão e discutirão suas próprias opiniões sobre o valor e o uso apropriado de materiais de projeto para engenharia mecânica.
Pré-requisitos: Pós-graduação ou permissão do instrutor.
ENME605 Controle de Sistemas Avançados (3 Créditos) | Eletivo
Mecânica Geral
Teoria de controle moderna para sistemas contínuos e discretos. A representação em espaço de estados é revisada e os conceitos de controlabilidade e observabilidade são discutidos. Métodos de projeto de observadores determinísticos são apresentados e a teoria de controle ótimo é formulada. São discutidas técnicas de controle para modificar as características do sistema.
Pré-requisito: ENME462; ou permissão do instrutor.
ENME607 Tomada de Decisões de Engenharia (3 Créditos) | Eletivo
No decorrer do projeto de engenharia, gerenciamento de projetos e outras funções, os engenheiros precisam tomar decisões, quase sempre sob restrições de tempo e orçamento. Gerenciar riscos requer tomar decisões na presença de incerteza. Este curso cobrirá material sobre tomada de decisão individual, tomada de decisão em grupo e organizações de tomadores de decisão. O curso apresentará técnicas para tomar melhores decisões, para compreender como as decisões estão relacionadas entre si e para gerenciar riscos.
Também oferecido como ENRE 671. O crédito só é concedido para ENME 808X, ENRE 671 ou ENME 607. Anteriormente: ENME 808X.
Otimização de Engenharia ENME610 (3 Créditos) | Eletivo
Mecânica Geral
Visão geral de conceitos e técnicas aplicadas de otimização e tomada de decisão de objetivo único e multiobjetivo com aplicações em projetos de engenharia e/ou problemas de fabricação. Os tópicos incluem exemplos de formulação, conceitos, condições de otimização, métodos irrestritos/restritos e análise de sensibilidade pós-otimização. Espera-se que os alunos trabalhem em um projeto de engenharia multiobjetivo do mundo real com duração de um semestre.
Pré-requisito: Pós-graduação ou permissão do instrutor.
Dinâmica ENME664 (3 Créditos) | Eletivo
Mecânica Geral
Cinemática no plano e no espaço; Dinâmica de partículas, sistema de partículas e corpos rígidos. Restrições holonómicas e não holonómicas. As equações de Newton, o princípio de D'Alembert, o princípio de Hamilton e as equações de Lagrange. Impacto e colisões. Estabilidade dos equilíbrios.
Pré-requisito: ENES221; ou alunos que tenham cursado disciplinas com conteúdo semelhante ou comparável podem entrar em contato com o departamento; ou permissão do instrutor.
Mecanismos de falha e confiabilidade ENME695 (3 créditos) | Eletivo
Mecânica Geral
Este curso apresentará conceitos e definições clássicas de confiabilidade com base na análise estatística das distribuições de falhas observadas. Serão apresentadas técnicas para melhorar a confiabilidade, baseadas no estudo dos mecanismos de falha de causa raiz; com base no conhecimento do perfil de carga do ciclo de vida, arquitetura do produto e propriedades do material. Serão discutidas técnicas para evitar falhas operacionais por meio de práticas robustas de projeto e fabricação. Os alunos adquirirão os fundamentos e habilidades na área de confiabilidade, no que se refere diretamente ao projeto e fabricação de produtos elétricos, mecânicos e eletromecânicos.
ENPM605 Aplicações Python para Robótica (3 Créditos) | Eletivo
Robótica de Reabilitação ENPM640 (3 Créditos) | Eletivo
Anteriormente ENPM808J
Este curso fornece uma introdução a um campo da robótica dedicado a melhorar a vida de pessoas com deficiência. O curso é destinado a estudantes de pós-graduação que desejam aprender mais sobre robótica de reabilitação, um campo emergente e de crescimento mais rápido da robótica. A robótica de reabilitação é a aplicação de robôs para superar deficiências resultantes de lesões neurológicas e traumas físicos e melhorar a qualidade de vida. Em contraste com outras subespecialidades e/ou cursos em robótica, este curso considera não apenas o projeto e desenvolvimento de engenharia, mas também os fatores humanos que tornam algumas tecnologias inovadoras bem-sucedidas e outras falhas comerciais. A inovação em engenharia por si só – sem considerar outros factores, como a I&D baseada em evidências e a aceitação de produtos – pode significar que algumas tecnologias não se tornam ou não permanecem disponíveis, ou não são eficazes para ajudar os beneficiários pretendidos. Este curso difere da engenharia biomédica por focar na melhoria da qualidade de vida, ao invés de melhorar o tratamento médico.
ENPM645 Interação Homem-Robô (3 Créditos) | Eletivo
Anteriormente ENPM808K
Definir a interseção das interações humano-robô para incluir interfaces homem-computador, bem como emoções robóticas, expressões faciais e emulações. O resultado fornecerá uma base para os alunos avaliarem as melhores abordagens para interagir de forma eficaz com robôs.
ENPM661 Planejamento para Robôs Autônomos (3 Créditos) | Essencial
O planejamento é uma capacidade fundamental necessária para realizar robôs autônomos. O planejamento no contexto de robôs autônomos é realizado em vários níveis diferentes. No nível superior, o planejamento de tarefas é realizado para identificar e sequenciar as tarefas necessárias para atender aos requisitos da missão. No próximo nível, o planejamento é realizado para determinar uma sequência de metas de movimento que satisfaçam as metas e restrições de tarefas individuais. Finalmente, no nível mais baixo, o planejamento da trajetória é realizado para determinar as ações do atuador para atingir os objetivos do movimento. Diferentes algoritmos são usados para alcançar o planejamento em diferentes níveis. Este curso de pós-graduação apresentará técnicas de planejamento para a realização de robôs autônomos. Além de abordar técnicas tradicionais de planejamento de movimento, este curso enfatizará o papel da física no processo de planejamento. Este curso também discutirá como o componente de planejamento é integrado ao componente de controle. Robôs móveis serão usados como exemplos para ilustrar os conceitos durante este curso. No entanto, as técnicas introduzidas no curso serão igualmente aplicáveis aos manipuladores de robôs.
ENPM662 Introdução à Modelagem de Robôs (3 Créditos) | Essencial
Este curso apresenta princípios básicos para modelar um robô. A maior parte do curso é focada na modelagem de manipuladores baseados em mecanismos seriais. O curso começa com uma descrição da transformação homogênea e dos movimentos rígidos. Em seguida, introduz conceitos relacionados à cinemática, cinemática inversa e jacobianos. Este curso apresenta então a Dinâmica Euleriana e Lagrangiana. Finalmente, o curso termina introduzindo princípios básicos para modelar manipuladores baseados em mecanismos paralelos. Os conceitos introduzidos neste curso são posteriormente utilizados em cursos de controle e planejamento.
ENPM663 Construindo um Sistema de Software para Robô de Manufatura (3 Créditos) | Eletivo
Anteriormente ENPM809B. O curso examinará os componentes dos robôs de fabricação, incluindo arquiteturas, representação de conhecimento, planejamento, controle, segurança, padrões e interação humano-robô. Os alunos explorarão o trabalho que está sendo realizado em todo o mundo em cada uma dessas áreas e realizarão pequenos exercícios práticos em sala de aula para obter uma compreensão mais profunda de como um conjunto selecionado dessas tecnologias pode ser aplicado aos desafios do mundo real. Este curso terá apresentações convidadas de especialistas na área.
Recomendado: Experiência anterior em programação C++ ou Python.
ENPM667 Controle de Sistemas Robóticos (3 Créditos) | Essencial
Este é um curso básico sobre projeto de controladores para sistemas robóticos. O curso começa com princípios básicos de controle linear, com foco em estruturas PD e PID, e discute aplicações para controle conjunto independente. A segunda parte do curso apresenta uma abordagem baseada na física para o projeto de controle que utiliza princípios de energia e otimização para abordar o projeto de controladores que exploram a dinâmica subjacente dos sistemas robóticos. O curso termina com uma introdução ao controle de força e aos princípios básicos do controle geométrico, se o tempo permitir.
Percepção ENPM673 para Robôs Autônomos (3 Créditos) | Essencial
São ensinadas técnicas de Processamento de Imagens e Visão Computacional para Robôs Móveis. Três tópicos são abordados: Processamento de imagem (aprimoramento de imagem, filtragem, borda avançada e textura), visão 3D (geometria 3D de geometria de visualização múltipla, processamento de movimento e estéreo) e uma introdução à segmentação de imagem e reconhecimento de objetos. Os alunos serão apresentados a diversas caixas de ferramentas de software existentes da Vision e Robotics e implementarão vários projetos menores em Python.
Pré-requisito: É necessária proficiência em uma linguagem de programação. Recomendado: Familiaridade com Python.
Aprendizagem do Robô ENPM690 (3 Créditos) | Eletivo
O aprendizado de máquina pode ser usado para expandir significativamente as capacidades dos sistemas robóticos e tem sido aplicado a uma variedade de funções de sistemas robóticos, incluindo planejamento, controle e percepção. A adaptação e a aprendizagem são particularmente importantes para o desenvolvimento de sistemas robóticos autónomos que devem operar em ambientes dinâmicos ou incertos. Em última análise, gostaríamos que os robôs expandissem os seus conhecimentos e melhorassem o seu desempenho através da aprendizagem enquanto operam no ambiente (online e/ou aprendizagem ao longo da vida). O Robot Learning cobre a aplicação de técnicas de aprendizado, incluindo Aprendizagem por Reforço, Aprendizagem por Demonstração e Modelagem de Robô, que podem ser usadas com uma variedade de paradigmas de aprendizado de máquina para os quais os dados são usados para gerar (por meio de indução) modelos que são então usados pelo robô para executar tarefas. Uma ampla variedade de paradigmas está disponível para gerar modelos (por exemplo, CMAC, KNN, MLP, aprendizagem preguiçosa, LWR, RBF e redes profundas). Essas técnicas e paradigmas de aprendizagem são então combinados com abordagens tradicionais de controle robótico (por exemplo, esquema motor, métodos baseados em comportamento, diretos e inversos) para criar controladores para controlar os robôs enquanto operam em ambientes do mundo real. Este curso de pós-graduação explorará a aplicação de técnicas de aprendizado de máquina, paradigmas e design de controle a sistemas robóticos, concentrando-se principalmente nas principais representações úteis e técnicas de construção de modelos para aplicação em sistemas robóticos não estacionários.
Anteriormente: ENPM808F.
ENPM692 Fabricação e Automação (3 Créditos) | Eletivo
Este curso cobrirá automação de fabricação e realização de produtos, fábricas digitais e tecnologias de fabricação disruptivas. O papel da fabricação aditiva, da sustentabilidade e da simulação de desempenho em cenários de fabricação selecionados será explorado juntamente com estratégias de automação para o rápido desenvolvimento de produtos.
Anteriormente: ENPM808P.
ENPM700 Tópicos Avançados em Engenharia; Desenvolvimento de Software para Robótica (3 Créditos) | Eletivo
À medida que a indústria robótica continua a crescer e a evoluir, o papel do software nestes produtos e sistemas também se torna mais crítico. Desde controles incorporados até percepção e aprendizagem avançadas, o software permeia os robôs de hoje. Baseando-se na experiência de domínio desenvolvida em outros cursos de robótica, este curso ensina as ferramentas e processos para desenvolver software de qualidade profissional para sistemas e produtos implantados. Os alunos aprenderão as melhores práticas para obter novas ideias ou protótipos e compreenderão o que é necessário para construir o software complexo que é tão importante para os sistemas robóticos comercializados atualmente. O curso é dividido em duas partes: a primeira revisará a linguagem de programação C++, conceitos de programação orientada a objetos (OOP), controle de versão, testes e processos ágeis de desenvolvimento de software; o segundo apresentará a popular estrutura Robot Operating System (ROS) com tarefas e projetos de programação intensivos. Os alunos devem ser proficientes no uso de Linux, programação em C/C++ e compreender os conceitos de programação orientada a objetos.
ENPM701 Robótica Autônoma (3 Créditos) | Eletivo
Este é um curso prático que explora os fundamentos da navegação autônoma para plataformas robóticas. Os alunos irão explorar tecnologias, incluindo detecção e alcance de luz (lidar), radar e visão computacional no contexto da navegação autônoma. Os alunos realizarão pequenos exercícios práticos na maioria das aulas para obter uma compreensão mais profunda de como um conjunto selecionado dessas tecnologias pode ser aplicado a ambientes robóticos do mundo real. Este curso requer a conclusão de um projeto prático de um semestre empregando o material do curso, coleta e processamento de dados e controle de navegação de um robô autônomo. Os alunos realizam este trabalho em equipes de 1 a 3, que permanecem juntas durante todo o semestre. Detalhes específicos do projeto serão fornecidos durante a palestra do primeiro curso.
Programação introdutória de robôs ENPM702 (3 créditos) | Eletivo
Este curso prático apresentará aos alunos a programação de robôs. Este curso foi desenvolvido especificamente para alunos que tiveram pouca ou nenhuma experiência em programação em seus estudos anteriores, a fim de prepará-los para outros cursos de robótica ENPM que exijam experiência em programação. Este curso se concentrará na programação C++ e fornecerá uma breve introdução ao Linux e ao Robot Operating System (ROS). Pequenos projetos serão atribuídos para permitir que os alunos apliquem o que aprenderam em sala de aula.
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Especialidades:
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- #16 Engenharia Elétrica; #15 Engenharia da Computação
- #17 Engenharia Mecânica
Classificações de Empreendedorismo
- #7 Programa de Graduação
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