Cílem semináře je seznámit posluchače s hlubším a širším pohledem na problematiku  modelování a řízení podaktuovaných mechanických systémů a kráčejících robotů. Seminář je možné sledovat se základními znalostmi matematiky, fyziky a teorie řízení.  Seznámí posluchače se základy modelování mechanických systémů, podaktuovanými mechanickými systémy a jejich důležitým druhem - podaktuovanými kráčejícími roboty. Stručně klasifikuje i další druhy kráčejících robotů, tj. ty se statickou chůzí, či plně aktuovanou dynamickou chůzí, a zaměří se právě na tuto jejich nejnáročnější variantu, která využívá podaktuovaného dynamického kráčení. K jejich řízení použije některé techniky z teorie nelineárních systémů, které také stručně zopakuje. Pro názornost pak budou podrobně rozebrány nejjednodušší modely kráčejících robotů.

1. Modelování mechanických systémů
   1. Základy mechaniky, holonomní a neholonomní omezení, zobecněné souřadnice.
   2. Lagrangián, d´Alembertův princip a Lagrangeho rovnice. Základní úloha variačního počtu, Euler-Lagrangeho rovnice a interpretace Lagrangeho přístupu pomocí principu nejmenší akce.
   3. Hamiltonián, zobecněné hybnosti a Hamiltonův formalismus.
2. Podaktuované systémy
   1. Mechanické systémy s akčními členy. Definice podaktuovaných systémů.
   2. Příklady podaktuovaných systémů a jejich modelování.
3. Kráčející roboti
   1. Základní rozdělení kráčejících robotů podle typu chůze. Statická a dynamická chůze. Plně aktuovaná dynamická a podaktuovaná dynamická chůze.
   2. Kráčející robot jako hybridní systém. Švihová fáze a dopadová fáze. Problematika modelování dopadové fáze a tzv. dopadového zobrazení ("impact map").
   3. Příklady jednoduchých modelů kráčejících robotů. Modely s obecnějším rozložením hmotností. Odvození dopadového zobrazení ("Impact map") pro tyto příklady.
4. Základy nelineárních technik analýzy a návrhu řízení
   1. Stavový model se vstupem a výstupem.
   2. Relativní stupeň výstupu pro systémy s jedním vstupem a jedním výstupem.
   3. Vektorový relativní stupeň pro systémy s více vstupy a více výstupy.
   4. Exaktní linearizace typu vstup-výstup. Částečná exaktní linearizace.
   5. Virtuální (pomocný) výstup. Problém nalezení maximální exaktně linearizovatelné části systému jakožto problém nalezení  vhodného virtuálního výstupu s co největším relativním stupněm.
5. Řízení jednoduchých modelů kráčejících robotů.
   1. Virtuální výstupy s maximálním relativním stupněm v jednoduchých modelech kráčejících robotů.
   2. Nejjednodušší kráčející model: "compass gait walker", či také "biped", jeho maximální částečná linearizace a její využití k návrhu trajektorie kráčení a jejího exponenciálně stabilního sledování.
   3. Přechod ke složitějším modelům pomocí techniky virtuálních omezení a vnoření, jejich souvislost s virtuálními výstupy a exaktní linearizací.
   4. Příklad kráčení modelu robota s koleny a kyčlemi bez těla, tedy se 4mi stupni volnosti, s využitím různých typů virtuálních omezení.

Registrace na tuto akci již byla ukončena.