Докторантура PhD
Название:
Робототехнические системы
Факультет:
Механико-математический
Квалификация:
- Научно-педагогическое направление - доктор философии (PhD)
- Модель выпускника
-
Обязательные
дисциплины
-
Элективные
дисциплины
- Практики
1.Научно-обоснованно анализировать и оценивать современные научные достижения в области робототехники для генерирования новых идей при решении исследовательских и практических задач, формулирования и решения нетиповых задач конструкторского характера при проектировании, изготовлении и эксплуатации новых робототехнических систем и научного руководства проведением исследований по научным проблемам робототехники фундаментального и прикладного характера.
2.Применять современные методы исследования, моделирования и проектирования для создания новых классов мехатронных и робототехнических систем, включая интеллектуальные робототехнические системы и мобильные роботы.
3.Разрабатывать методы исследования и моделирования мехатронных и робототехнических систем различного назначения, в том числе, обладающими элементами искусственного интеллекта и технического зрения; разрабатывать и исследовать перспективные алгоритмы и способы управления мехатронными и робототехническими системами.
4.Проводить научно-исследовательскую экспертизу законченных исследований и экспериментальных разработок для обобщения полученных результатов исследований, планирования и проведения экспериментальных исследований с последующим адекватным оцениванием получаемых результатов; применять результаты научно-исследовательской деятельности в работах по созданию и исследованию перспективных робототехнических и мехатронных систем, новых образцов манипуляционных, мобильных, гуманоидных и параллельных роботов; внедрения научных исследований и разработок в производство.
5.Профессионально излагать результаты своих исследований и представлять их в виде научных публикаций, информационно-аналитических материалов и презентаций для объективного оценивания профессионального уровня результатов научных исследований, в том числе с помощью международных баз данных публикационной активности; для представления полученных результатов в профессиональном сообществе и опубликования результатов исследований в академических изданиях.
6. Использовать современные методы и технологии научной коммуникации на государственном и иностранном языках для профессионального взаимодействия с коллегами и зарубежными партнерами с целью улучшения практики образования и науки, участия в работе отечественных и международных исследовательских коллективов и в научных дискуссиях в академической и профессиональной среде по решению научных и научно-образовательных задач, проведения совместных исследований в области робототехники и привлечения дополнительного финансирования.
7.Участвовать в реализации учебного процесса образовательной организации с использованием инновационных образовательных технологий и методик обучения для формирования профессиональных компетенций обучающихся и исследователей, определять содержание курса и формировать учебно-методическое обеспечение для учебного процесса в рамках образовательной программы «Робототехнические системы».
8.Следовать этическим нормам в профессиональной деятельности, владеть культурой научного исследования, в том числе с использованием новейших информационно-коммуникационных технологий, планировать и решать задачи собственного профессионального и личностного развития, приобщать обучающихся к системе социальных ценностей и толерантному взаимодействию в обществе для формирования профессионально значимых качеств обучающихся.
-
Академическое письмо
- Количество кредитов: 2
- Тип контроля: [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
- Описание: Целью изучения дисциплины «Академическое письмо» является развитие у докторантов PhD соответствующих профессиональных компетенций, направленных на формирование готовности и способности научно-педагогических кадров к реализации собственных исследовательских проектов, программ в области робототехники и мехатроники, и представлению их результатов в письменной форме в соответствии с законодательными нормами Республики Казахстан и международного академического сообщества, умение проявлять публикационную активность на национальном и иностранном языке.
В результате изучения дисциплины докторанты будут способны:
1. Формулировать продуктивные исследовательские вопросы; формулировать цель, задачи, предмет и объект научной работы в области робототехники и мехатроники; подготовить описание научного исследования в области робототехники и мехатроники на казахском, русском или английском языке с целью опубликования результатов в высокорейтинговом журнале.
2. Ориентироваться в литературе по теме исследования, пользоваться библиографическими ресурсами и поисковыми системами для научной работы, включая электронные базы данных;
3. Аргументированно излагать положения своего исследования, подкрепляя фактами и примерами.
4. Подготовить и осуществить подачу документов на получение охранного документа.
5. Агументированно провести дисскуссию по теме исследования с целью раскрытия исследовательского вопроса и выработки методологического инструментария для реализации научного проекта. Реализовать научный проект в соответствии с требованиями конкурсной документации или в рамках инициативных исследований.
6. Составить рецензию на научный проект/статью/диссертацию.В рамках изучения дисциплины «Академическое письмо» расматриваются основные аспекты составления академических текстов на казахском, русском и английском языках с целью опубликования результатов научных исследований в виде диссертаций, научных статей или проектных заявок. Изучаются особенности написания проектных заявок для конкурсной документации на получение финансирования для научных исседований; патентных заявок и заявок на получение авторских свидетельств. Этот курс включает в себя изучение основных аспектов для формулирования целей, задач, актуальности исследования и т.п. в области робототехники и мехатроники. Обучающиеся познакомятся с тем, как осуществлять комплексные исследования, в том числе междисциплинарные, на основе целостного системного научного мировоззрения, научаться производить описание проделанной исследовательской работы в области робототехники и мехатроники на казахском, русском и английском языках.
-
Методы научных исследований
- Количество кредитов: 3
- Тип контроля: [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
- Описание: Целью изучения дисциплины «Методы научных исследований» является формирование у докторантов PhD представлений о методах научных исследований в робототехнике и мехатронике, формирование исследовательской компетентности и их готовности применять полученные знания и умения в организации собственного научного исследования и организации научно-исследовательской работы в своей профессиональной деятельности.
В результате изучения дисциплины докторанты будут способны:
1. Осуществлять самостоятельно научно-исследовательскую деятельность по актуальным проблемам в области робототехники и мехатроники с использованием современных методов исследования и информационно-коммуникационных технологий.
2. Анализировать смысл структурообразующих понятий: актуальность темы, цель и задачи исследования; формулировать проблему, объект, предмет, гипотезу исследования, методологические основы.
3. Знать методы, различия и особенности эмпирического и теоретического исследования;
4. Интерпретировать результаты научного исследования, оценивать границы их применимости, перспективы дальнейших исследований; обработать различные типы данных из области робототехники и мехатроники, получать и использовать данные в экспериментах или наблюдениях;
5. Развивать навыков обобщения и аргументированного представления результатов экспериментальных данных.
6. Использовать пакеты прикладных программ для решения задач анализа и интерпретации данных и на основе анализа данных разработать практические рекомендации, делать заключенияВ рамках изучения дисциплины «Методы научных исследований» расматриваются:
- Методология и методика научного исследования в робототехнике и мехатронике;
- Основные методы поиска информации для научного исследования;
- Планирование научно-исследовательской работы;
- Математические основы планирования эксперимента;
- Процедуры подготовки, оформления и защиты докторской диссертаций.
-
Техническое зрение
- Количество кредитов: 5
- Тип контроля: [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
- Описание: Цель дисциплины: изучить фундаментальные основы технического зрения и научиться применять машинное обучение для решения задач технического зрения.
В результате изучения дисциплины докторант должен:
знать:
- особенности формирования изображений, методы выделения, поиска и распознавания объектов на изображений,
- ключевые программные средства по разработке систем анализа и изображений;
уметь:
- разрабатывать методы и алгоритмы технического зрения,
- разрабатывать программное обеспечения для поиска, анализа и описание объектов на изображении или видеопоследовательности;
владеть:
-практическими навыками проектирования, разработки, внедрения и сопровождения приложений анализа изображений, направленных на решение задач технического зрения в мехатронике и робототехнике.
-
Написание и защита докторской диссертации
- Количество кредитов: 12
- Тип контроля: Докторская диссертация
- Описание: Цель написания и защита докторской диссертации: оформления и защита докторской диссертации является формирование у докторантов способности раскрыть содержание научно-исследовательской работы для защиты диссертации.
В ходе изучения курса сформировать у докторанта способности:
1. обосновать содержание новых научно-обоснованных теоретических и экспериментальных результатов, позволяющих решать теоретическую или прикладную задачу или являющихся крупным достижением в развитии конкретных научных направлений;
2. объяснить оценку полноты решений поставленных задач согласно специфике профессиональной сферы деятельности;
3. могут анализировать альтернативные варианты решения исследовательских и практических задач и оценивать перспективы реализации этих вариантов;
4. применять навыки написания научных текстов и представления их в виде научных публикаций и презентаций.
5. планировать и структурировать научный поиск, четко выделять исследовательскую проблему, разрабатывать план/программу и методы ее изучения, оформлять в соответствии с требованиями ГОСО научно-квалификационную работу в виде диссертации на соискание ученой степени доктора философии (PhD) по образовательной программе «8D07502 -Стандартизация и сертификация (по отраслям)».
При изучении написания и защита докторской диссертации докторанты будут изучать следующие аспекты: Оформление документов для представления диссертации к защите. Информационная карта диссертации и регистрационно-учетная карточка (в формате Visio 2003). Выписка из протокола заседания учреждения, в котором проходила предварительная защита диссертации. Сопроводительное письмо в ВАК. Экспертное заключение о возможности опубликования автореферата. Экспертное заключение о возможности опубликования диссертации. Протокол заседания счетной комиссии. Бюллетень для голосования. Стенограмма заседания диссертационного совета. Список научных трудов. Отзыв официального оппонента. Отзыв ведущей организации. Отзыв научного руководителя.
Приведены данные за 2021-2024 гг.
-
Интеллектуальные системы роботов
- Тип контроля: [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
- Описание: Курс формирует системное базовое представление об интеллектуальных системах, дает знания о современных методах исследования интеллектуальных систем роботов. Изучаются методы разработки новейших интеллектуальных систем роботов: наземной экстремальной робототехники, космической робототехники и биоробототехники. Изучаются методы искусственного интеллекта, экспертных систем и нейросетевых структур, технологии ассоциативной памяти, нечёткой логики и ситуационного управления.
-
Искусственный интеллект в мехатронике и робототехнике
- Тип контроля: [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
- Описание: Цель дисциплины: научить докторантов исследовать динамику роботов как сложных мехатронных систем с элементами электроники и механических систем, применить методы изучения механизмов машин и электронных устройств в исследовании (интегрировании) сложных робототехнических систем. Научить использовать эти знания для исследования динамики мобильных роботов. Данная дисциплина состоит из следующих разделов:
-Системный подход в мехатронике, изучения понятий: системы, модели, надежность, управляемость, наблюдаемость. Методы анализа и синтеза линейных динамических систем.
-Подсистемы мехатронных систем: модели механических подсистем; актуаторы; сенсоры; автоматы; двоичные и цифровые системы управления.
-Динамика мобильных роботов: Динамика колесных мобильных роботов (двухколесного, трехколесного, четырехколесного); динамика шагающего мобильного робота; основные уравнения математической модели динамики робота; приближенные модели решения динамики мобильных роботов.
-
Мехатроника и динамика мобильных роботов
- Тип контроля: [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
- Описание: Цель дисциплины: научить докторантов исследовать динамику роботов как сложных мехатронных систем с элементами электроники и механических систем, применить методы изучения механизмов машин и электронных устройств в исследовании (интегрировании) сложных робототехнических систем. Научить использовать эти знания для исследования динамики мобильных роботов. Данная дисциплина состоит из следующих разделов:
-Системный подход в мехатронике, изучения понятий: системы, модели, надежность, управляемость, наблюдаемость. Методы анализа и синтеза линейных динамических систем.
-Подсистемы мехатронных систем: модели механических подсистем; актуаторы; сенсоры; автоматы; двоичные и цифровые системы управления.
-Динамика мобильных роботов: Динамика колесных мобильных роботов (двухколесного, трехколесного, четырехколесного); динамика шагающего мобильного робота; основные уравнения математической модели динамики робота; приближенные модели решения динамики мобильных роботов.
-Основы динамики и управления беспилотными летательными аппаратами: основные уравнения динамики беспилотных летательных аппаратов; задачи управления летательными аппаратами с учетом различных факторов.
-
Проектирование гуманоидных роботов
- Тип контроля: [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
- Описание: Цель дисциплины: изучение методов проектирования гуманоидных роботов.
В результате изучения дисциплины докторант должен:
знать:
- современные структуры гуманоидных роботов;
- современные подходы к проектированию гуманоидных роботов;
- перспективы развития основных компонентов гуманоидных роботов;
- современные компьютерные системы проектирования для проектирования модулей гуманоидных роботов.
уметь:
-применять изученные методы для проектирования гуманоидных роботов;
- применять современные компьютерные системы проектирования для проектирования гуманоидных роботов.
владеть:
-навыками использования современных методов проектирования гуманоидных роботов.
-
Проектирование параллельных роботов
- Тип контроля: [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
- Описание: Цель дисциплины: формирование знаний и профессиональной компетентности докторантов в области исследований и проектирования параллельных роботов;
В результате изучения дисциплины докторант должен:
знать:
- разработка структурных схем параллельных роботов.
- определение геометрических параметров параллельных роботов.
- решение прямых и обратных задач кинематики параллельных роботов.
уметь:
-применять изученные методы для проектирования параллельных роботов;
- применять современные компьютерные системы проектирования для проектирования параллельных роботов.
владеть:
-навыками использования современных методов проектирования параллельных роботов
- современными компьютерными системами проектирования для проектирования параллельных роботов.
-
Робототехника и САПР
- Тип контроля: [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
- Описание: Цель дисциплины – научить докторантов грамотно использовать САПР для конструкторского и технологического проектирования по обеспечению жизненного цикла роботов и освоит последовательно CAD, CAE и CAM на примере отдельных мобильных роботов и роевой робототехники. Научиться проводить сравнительный анализ результатов САПР с результатами аналитический вычислений на основе простых математических моделей роботов.Данная дисциплина состоит из следующих разделов:
- Основные элементы роботов: манипуляторы и схваты; двигатели; приводы. Математическое моделирование двигателя и манипулятора. Вопросы оптимизации конструкции манипулятора и управления. Сенсорная подсистема. Управляющая подсистема. Управление роем роботов.
- САПР и их связь с робототехникой. Характеристика современного состояния САПР. Моделирование миниробота на платформе аналитических вычислений MATLAB и (или) Maple. Освоение процесса конструкторского и технологического проектирования CAD/CAE/CAM миниробота на комплексе Autodesk Inventor.
- Оценка научных и инженерных решений в робототехнике с применением САПР: геометрическое моделирование, параметрическое моделирование, прямая и обратная задача кинематики, задача анализа динамики, задача параметрической оптимизации, конечно-элементный анализ.
Приведены данные за 2021-2024 гг.
-
Педагогическая
- Тип контроля: Защита практики
- Описание: Цель дисциплины: формирование способности осуществлять педагогическую деятельность в вузах, проектировать образовательный процесс и проводить отдельные виды учебных занятий с использованием инновационных образовательных технологий.
-
Исследовательская
- Тип контроля: Защита практики
- Описание: Цель практики: приобретение опыта в исследовании актуальной научной проблемы, расширение профессиональных знаний, полученных в процессе обучения, и формирование практических навыков ведения самостоятельной научной работы. Практика направлена на развитие навыков исследования, анализа и применения экономических знаний.
Приведены данные за 2021-2024 гг.
