Studij mehatronike i robotike
Broj ECTS: 180 (prijediplomski), 120 (diplomski)
Studijski program: Prijediplomski studij, Diplomski studij
Brošura o studiju: Brošura
Sveučilišni studij mehatronike i robotike (MiR) prvi je takav studij u Hrvatskoj. S diplomom ovog studija sudjelovat ćete u razvoju novih generacija strojeva, uređaja i vozila o kojima danas možemo samo sanjati. Studenti ovog programa stječu kompetencije za razvoj robotskih i mehatroničkih proizvoda i sustava, programiranje automata i robota te općenito primjenu visokih inovativnih tehnologija. Studij će vas pripremiti za novo digitalno doba i osposobiti za rješavanje uzbudljivih izazova u sklopu ubrzanog znanstveno-tehnološkog i gospodarskog razvoja. Putem brojnih izbornih kolegija imat ćete priliku proširiti svoje obrazovanje prema vlastitim interesima.
Što je mehatronika?
Mehatronika je multidisciplinarno područje koje objedinjuje znanja iz strojarstva, elektrotehnike i elektronike, informatike i upravljanja. Integracijom tehničkih (ali i netehničkih) područja mehatronika postaje više od zbroja pojedinačnih dijelova. Mehatronički pristup projektiranju, izgradnji i održavanju tvorevina ključan je za razvoj pametnih proizvoda 21. stoljeća. Tipični proizvod mehatronike je robot. Iako su industrijski roboti već danas prisutni u svim segmentima proizvodnje materijalnih dobara, veliki prodor robota u ovom stoljeću očekuje se u našim kućanstvima, medicini te istraživanju podmorja i svemira. U tome će važnu ulogu imati inženjeri mehatronike i robotike, a to možete biti vi.
Fotografija: ©Fakultet strojarstva i brodogradnje, Studij mehatronike i robotike
Fotografija: ©Fakultet strojarstva i brodogradnje, Studij mehatronike i robotike
Stupnjevi studija i detalji o tome što ćete naučiti
Studij započinje prijediplomskim studijem u trajanju od tri godine uz stjecanje diplome prvostupnika mehatronike i robotike. Prijediplomski studij daje temeljna tehnička znanja neophodna za nastavak studija. Slijedi diplomski studij u trajanju dvije godine koji je u postupku prijave, a završava stjecanjem zvanja magistar inženjer mehatronike i robotike. Diplomski studij produbljuje znanja iz odabranog područja i priprema studenta za samostalni inženjerski rad. Moguće je odabrati smjerove robotike, automatike ili autonomnih sustava. Student kroz izborne predmete može proširiti svoje znanje i na druga područja, tehnička i netehnička. Nastavak obrazovanja moguć je na poslijediplomskom znanstvenom doktorskom studiju uz stjecanje doktorata tehničkih znanosti. Time se stječu kompetencije za samostalni znanstveno-istraživački rad.
U prvoj i drugoj godini prijediplomskog studija uče se temeljni predmeti potrebni za razumijevanje mehatronike i robotike. To su prije svega matematika, mehanika i materijali, a potom i tehnologije, elementi konstrukcija, elektrotehnika i elektronika te CAD. Treća godina vas uvodi dublje u svijet mehatronike, a naglasak je stavljen na sljedeća područja: robotika, automatika, hidraulika i pneumatika, motori i senzori, mikrokontroleri, programiranje, mehatronički upravljački sustavi i programabilni logički sklopovi, računalni vid, umjetna inteligencija i autonomni sustavi.
Fotografija: ©Fakultet strojarstva i brodogradnje, Studij mehatronike i robotike
Fotografija: ©Fakultet strojarstva i brodogradnje, Studij mehatronike i robotike
Bogata opremljenost laboratorija
Na svim predmetima koji uče elemente mehatronike postoji bogata suvremena edukacijska i istraživačka laboratorijska oprema na kojoj studenti imaju individualne vježbe. Nastava se odvija na sedam kolaborativnih i desetak industrijskih robota nosivosti 7–70 kg, mobilnim i humanoidnim robotima, 30-tak pneumatskih i hidrauličkih postava, 20-tak mikrokontrolerskih sustava, 40-tak PLC-ova, vizijskim sustavima te medicinskom sustavu RONNA razvijenom na Fakultetu. Moguć je pristup i rad u laboratorijima neovisno od nastave, pa student može ostvariti osobne projekte uz pomoć nastavnog osoblja. Studentima je tako omogućen praktičan rad s najmodernijim opremom. Posebno se prema opremljenosti i ciljevima ističe Regionalni centar izvrsnosti za robotske tehnologije – CRTA.
Fotografija: ©Fakultet strojarstva i brodogradnje, Studij mehatronike i robotike
Mogućnost zapošljavanja
Širina tehničkog znanja i fleksibilnost u pristupu rješavanja problemima čini mehatroničare lako zapošljivima na različitim poslovima. Profil mehatroničara i robotičara dobro je prepoznat i prihvaćen u Europskoj uniji, ali i u hrvatskim tvrtkama koje koriste moderne tehnologije. Studij je prepoznala i podržala Hrvatska udruga poslodavaca, te niz drugih tvrtki. Automatizacija i robotizacija procesa tipični su primjeri koje rješavaju inženjeri mehatronike i robotike. Zbog svestranosti i širine znanja inženjeri mehatronike i robotike se također lako uključuju u timove za razvoj novih ili poboljšanje postojećih proizvoda.
Za više informacija o Studiju možete se obratiti voditelju Studija doc. dr. sc. Marku Švaci na e-mail robotika@fsb.unizg.hr.
Fotografija: ©Fakultet strojarstva i brodogradnje, Studij mehatronike i robotike
Smjerovi (moduli) diplomskog dijela studija
- Automatizacija proizvodnih sustava
- Kibernetika i bioinspirirani sustavi
- Mehatronika transportnih sustava
- Robotika
- Autonomni Sustavi i Računalna Inteligencija
- Automatika
Automatizacija proizvodnih sustava
Smjer Automatizacija proizvodnih sustava ima za cilj naučiti studente kroz teoriju i praksu tehnikama i alatima nužnim u razvoju i realizaciji specijaliziranih mehatroničkih sustava i opreme s primjenom u industriji i medicini. Sektor razvoja i primjene navedene opreme spada među 10% najsloženijih industrijskih sektora. Kolegiji smjera proširuju znanja stečena na prijediplomskom dijelu studija, a mogu se svrstati u nekoliko tematskih skupina:
- tehnike projektiranja, 3D modeliranja i konstrukcije obradnih sustava,
- napredne tehnike upravljanja (diskretnim, viševarijabilnim i nelinearnim sustavima),
- upravljački sustavi industrijskih strojeva (CNC tehnologija, sustavi otvorenog upravljanja, industrijske mreže, IoT, adaptivno upravljanje),
- projektiranje elektroinstalacija upravljačkih sustava,
- nadzor proizvodnih sustava i procesa (direktne i indirektne metode nadzora – mjerni sustavi i obrada signala),
- primjena algoritama računalne inteligencije u upravljanju, obradi signala i nadzoru procesa i sustava.
Po završetku smjera polaznici će biti u stanju samostalno ili u grupi realizirati mehatroničke sustave od ideje do puštanja u pogon.Uz navedeni cilj smjera, a na temelju nabrojanih područja koje kolegiji smjera pokrivaju, završeni će polaznici dobiti potrebna znanja za uspješni početak svog inženjerskog usavršavanja u bilo kojem od tri područja - konstrukcije, upravljanja i/ili računalne inteligencije, ovisno o njihovim preferencijama.
Kibernetika i bioinspirirani sustavi
Smjer Kibernetika i bioinspirirani sustavi objedinjuje interdisciplinarna znanja i kompetencije kao što su računalstvo, (distribuirana) umjetna inteligencija, robotika, mehatronika, elektrotehnika, virtualni svjetovi, interakcija čovjeka i računala, informacijsko-komunikacijske tehnologije, itd. Kibernetičko-fizički sustavi su sveprisutni, pametni te umreženi sustavi s ugrađenim i dijeljenim senzorima, procesorima i aktuatorima. Oni mogu djelovati u različitim prostorima po principima virtualne i miješane stvarnosti te donositi optimalna rješenja koristeći informacije iz oba svijeta, kibernetičkog i realnog. Istraživanja pokazuju da će buduće primjene ovakvih sustava u svim sferama ljudskog djelovanja postići značajnije promjene nego što je to postigla revolucija u informacijskim tehnologijama u protekla tri desetljeća. Kibernetika predstavlja temelje Industrije 4.0 te je sastavni dio vizije budućeg Društva 5.0. Već danas se vode bitke za što bolje pozicije u sklopu nadolazećih tehnologija kao što su MetaVerse koncepti, kriptovalute, koncepti pametnih sustava i prostora, te svega onoga što uključuje sigurnost, povjerenje i predstavljanje na mreži. Stoga je edukacija u područjima kibernetike smještena među ključne faktore napretka ekonomija i ostvarivanja strateških prednosti na razini država te se ona izučava na najrazvijenijim znanstvenim ustanovama. Ovaj smjer u području kibernetike uključuje kolegije Računalne mreže, Internet stvari i računarstvo u oblaku, Miješana stvarnost i projektiranje pametnih prostora, Vizijski sustavi, itd.
Bioinspirirani sustavi u temelju imaju sponu između fenomena uočenih u prirodi i njihovoj transpoziciji u tehničku okolinu s ciljem razvoja pouzdanih, sigurnih, robusnih i društveno prihvatljivih tehničkih rješenja. Dvije temeljne grane bionispiriranih sustava usmjerene su a) prema razvoju algoritama (evolucijski algoritmi, algoritmi rojeva čestica) i b) prema razvoju tehničkih proizvoda (bionika, humanoidna robotika, meka robotika). Potreba za povećanom integracijom tehničkih proizvoda s čovjekom i njegovom okolinom pretpostavlja njihovu kompatibilnost na više razina. Stoga je izučavanje mogućnosti primjene procesa uočenih u prirodi pri razvoju novih spoznaja i na njima temeljenih proizvoda od iznimne važnosti. U području bioinspiriranih sustava novi smjer uključuje kolegije kao što su Evolucijsko računarstvo, Bionika, Meki robotski sustavi, Kognitivni sustavi i Funkcionalnost bioloških sustava.
Mehatronika transportnih sustava
Industrija vozila i transportnih uređaja ima značajan udio u BDP-u razvijenih ekonomija. Razvoj, inovacije i primjene u ovom području karakterizirani su s dva snažna trenda: elektrifikacija pogona i autonomna vožnja. Preko elektrifikacije tj. potrebe za punjenjem baterija električnih vozila, transportni sustavi snažno se stapaju s energetskim sustavima, što otvara nova dodatna razvojna područja poput modeliranja, planiranja i optimalnog upravljanja transportno-energetskim sustavom. Primjena naprednih mehatroničkih koncepata snažno unaprjeđuje i transportna sredstva te sustave poput onih vezanih uz automatizirana skladišta, pretovar i dostavu.
Potrebe domaćeg gospodarstva za profilom stručnjaka koji će se obrazovati kroz predloženi smjer široke su, posebice u industriji elektrificiranih vozila (Bugatti Rimac, Rimac Technology, Končar - Električna vozila, DOK-ING, RASCO, iCAT,...), industriji transportnih sredstava (Dizala Borel, Strojrem, Adria Winch, Đuro Đaković,...), autonomnoj vožnji i umjetnoj inteligenciji (Project 3 Mobility, Visage Technologies, Atron electronic, Optimo route, Protostar Labs,...), elektromobilnosti (HEP, HT, Artronic, Ducati komponenti,...) te elektronici i softverskoj industriji (Xylon, AVL Croatia, dSPACE Engineering, Mireo, ByteLab, Combis,...).
Struktura smjera je takva da sadrži kolegije s područja motornih vozila s naglaskom na mehatroniku pogona vozila, aktivnu dinamiku vozila, elektromobilnost i autonomna vozila, kolegije iz sustava upravljanja (odabrana poglavlja iz regulacije, digitalno upravljanje, stohastičko upravljanje), kolegije iz područja mehatronike (servopogoni, energetska elektronika, konstruiranje u mehatronici, transportni uređaji i sredstva, mehatronika letjelica, logistika i unutarnji transport), opće kolegije (vjerojatnost i statistika, optimizacija) te specifične izborne kolegije poput upravljanja hibridnim pogonima vozila.
Robotika
Robotika je multidisciplinarno područje koje je u zadnjih trideset godina steklo čvrste temelje u industriji i našem svakodnevnom životu. Teško je pronaći prozvod u čijem radu nisu učestvovali roboti. Inženjerska znanja iz robotike potrebna su kako u proizvodnji postojećih tako i razvoju novih prozvoda. Robotiku danas odlikuju nova područja primjene od uslužne robotike do medicine, a sve veća raznolikost robotskih aplikacija u budućnosti očekuje se u različitim sektorima, od domaćinstava i transporta do održavanja infrastrukture i zabave, sa širokim spektrom robota koji uključuju i humanoidne te autonomne mobilne robote. Za to nam predstoji opsežan razvoj svih sustava robota, a to je posao budućih inženjera i inženjerki.
Cilj smjera robotike je budućim inženjerima pružiti znanja iz projektiranja, rada, programiranja i održavanja automatskih proizvodnih robotskih sustava. Osim robota takvi se sustavi sastoje od programabilnih kontrolera, senzora, vizijskih sustava, računalnih mreža itd. Praktični rad se izvodi u laboratorijima na industrijskoj opremi uglavnom u Regionalnom centru izvrsnosti za robotske tehnologije - CRTA. Nakon završenog smjera, inženjeri i inženjerke biti osposobljeni za rješavanje realnih tehničkih zadataka primjenjivih u praksi.
Autonomni Sustavi i Računalna Inteligencija
Studijski smjer Autonomni Sustavi i Računalna Inteligencija (ASiRI) koncipiran je kako bi studentima pružio sveobuhvatna znanja i vještine potrebne za projektiranje, analizu i implementaciju inteligentnih i autonomnih sustava. Program se odlikuje interdisciplinarnom strukturom, integrirajući elemente umjetne inteligencije, robotike, napredne senzorike, informacijskih tehnologija i računalnog inženjerstva. Ova integracija omogućuje studentima dubinsko razumijevanje složenih autonomnih sustava u različitim domenama primjene - od industrije i servisnih robota do autonomnih vozila, dronova i održavanja infrastrukture.
U okviru smjera, studenti će naučiti:
- Kako oblikovati autonomne robote koji mogu percipirati svoju okolinu, planirati i donositi odluke.
- Kako oblikovati robusne sustave odlučivanja za neizvjesna i dinamična okruženja.
- Kako oblikovati autonomne sustave koji mogu učinkovito i sigurno surađivati s ljudima.
Program je podržan najsuvremenijim laboratorijima, posebice s Regionalnim centrom izvrsnosti za robotske tehnologije – CRTA, te ujedno surađuje s drugim industrijskim partnerima i istraživačkim centrima. Dodatni fokus na inovativnim pristupima računalnoj inteligenciji, pruža studentima priliku da se upuste u napredna istraživanja i primjene.
Kroz ovaj smjer, studenti će biti osposobljeni za rješavanje ključnih izazova koji se postavljaju pred njih: što se događa kada robote izvedemo iz laboratorija u stvarni svijet? Kako stvoriti autonomne sustave za interakciju s ljudima i sigurno kretanje u neizvjesnoj, nedeterminističkoj okolini? Time se studentima pruža robusna platforma za profesionalni razvoj u dinamičkim i brzo evoluirajućim disciplinama autonomnih sustava i računalne inteligencije. S ovim znanjima i vještinama, studenti će biti spremni za oblikovanje tehnološke budućnosti.
Automatika
“Ljudi već znaju kako napraviti krila ili avione... Ljudi također znaju kako izgraditi motore i vijke dovoljno lagane i snažne da pokreću ove avione… Još uvijek smo suočeni s nemogućnošću održavanja ravnoteže i upravljanja, da bismo savladali problemom letenja... Kad se još ova jedina značajka riješi, doba letenja će stići, jer su sve druge poteškoće od manje važnosti.”
Wilbur Wright, 1901 godine.
Što je zajedničko avionu, robotu, bakteriji, ljudskom organizmu, CNC stroju, energetskoj mreži, financijskom tržištu i internetu? Svi ovi sustavi se oslanjanju na povratne veze za svoje funkcioniranje. Povratne veze su ta “skrivena tehnologija” koja im omogućava funkcionalnost i učinkovit rad usprkos uvijek prisutnim promjenama i nesigurnostima unutar samog sustava i okoliša. Rijetko koja znanstvena disciplina i tehnologija ima toliko širok spektar primjena kao što je automatika (automatsko upravljanje, eng. control systems). Naime, uz razvoj različitih područja inženjerstva – strojarstva, elektrotehnike, kemijsko inženjerstva, zrakoplovstva, … - razvila se i automatika kao posebno područje gdje je stvarana teorija upravo s ciljem da objedini znanja ključna kako za razumijevanje tako i za razvoj kompleksnih dinamičkih sustava u svim ovim inženjerskim područjima. Kažemo da se radi o “skrivenoj tehnologiji” jer njezin cilj nije nužno proizvodnja nekog fizičkog, lako opipljivog, vidljivog (a tada i “lakše razumljivog”) uređaja. Cilj je ove tehnologije osmisliti/izračunati/sintetizirati upravljački zakon/algoritam (npr. u obliku niza diferencijalnih jednadžbi i/ili numeričkog (optimizacijskog) algoritma). Taj algoritam onda u tehničkim sustavu objedinjuje informacijski (senzorski), energetski, mehanički/kemijski/fizički dio nekog kompleksnog sustava u funkcionalnu cjelinu. Kod ljudskog tijela, to je npr. živčani sustav sa svojim zakonitostima koji, zajedno s osjetilima i mišićima, nam omogućava da hodamo, skačemo i trčimo. Analogna je uloga automatike kod aviona, robota, energetske mreže,…
U današnje vrijeme prepoznato je i prihvaćeno stajalište da moderna teorija i tehnologija automatske regulacije igra ključnu ulogu u razvoju sve kompleksnijih kibernetičko-fizikalnih, umreženih sustava u energetskom sektoru, robotici, transportu, proizvodnji, zdravstvu i transportu, na sličan način kao što je imala ulogu u začecima zrakoplovstva početkom dvadesetog stoljeća. U ovom kontekstu, IEEE daje važan pregled značaja automatike za nadolazeće razdoblje u publikaciji [https://ieeecss.org/control-societal-scale-challenges-road-map-2030].
Na smjeru Automatika, studenti će naučiti integrirati moderna znanja iz područja modeliranja, analize i sinteze dinamičkih sustava te optimiranja, s ciljem da mogu suvereno formulirati, riješiti i u praksi primijeniti konkretna rješenja za upravljanje kompleksnim dinamičkim sustavima i procesima. U tom smislu predloženi smjer priprema studente za preuzimanje ključne uloge u području primjena i razvoja automatike.
Završetkom predloženom smjera student će:
- moći prepoznati i matematički formulirati probleme koji se javljanju u praksi prilikom upravljanja, automatizacije i optimiranja rada (dinamičkih) sustava;
- definirati i formulirati matematičke modele dinamičkih sustava u obliku prikladnom za potrebe optimiranja i/ili sinteze rješenja automatskog upravljanja sustavom, temeljno ili na primjeni fizikalnih zakona ili na identifikaciji procesa koristeći podatke dobivene mjerenjima na promatranom sustavu;
- usvojiti znanja iz teorije moderne automatske regulacije za koja je dokazano da imaju vrlo širok spektar primjene u stvarnim tehničkim sustavima uz često značajno povećanje njihove dodane vrijednosti (efikasnosti, ekonomske isplativosti, kvalitete, robusnosti, preciznosti, konkurentnosti, ...);
- usvojiti potreba znanja i vještine za konkretnu primjenu modernih rješenja automatske regulacije u industrijskom okružju, u stvarnim tehničkim sustava.
Ako želite saznati više informacija o Studiju, možete ih pronaći u brošuri na početku stranice.
