Robotika i autonomni sustavi u poljoprivrednoj mehanizaciji (296419)
Nositelj predmeta
Opis predmeta
Program modula usmjeren je na proučavanje primjene robotskih i autonomnih tehnologija u suvremenoj poljoprivrednoj mehanizaciji s ciljem unaprjeđenja učinkovitosti, preciznosti i automatizacije poljoprivrednih proizvodnih procesa. Studenti će se kroz modul upoznati s osnovnim principima robotike i autonomnih sustava te mogućnostima njihove primjene u različitim fazama poljoprivredne proizvodnje.
Posebna pažnja posvećena je ključnim elementima robotskih i autonomnih sustava, uključujući osjetnike i aktuatore, sustave za pozicioniranje i navigaciju, percepciju radnog okruženja, autonomno upravljanje i manipulaciju te algoritme za obradu i interpretaciju podataka. Modul obuhvaća različite vrste poljoprivrednih robota i autonomnih strojeva te njihovu integraciju s postojećom poljoprivrednom mehanizacijom i sustavima precizne poljoprivrede.
Studenti će se upoznati s principima autonomnog kretanja poljoprivrednih strojeva, planiranja putanje, detekcije prepreka i donošenja odluka na temelju podataka prikupljenih iz radnog okruženja. Razmatrat će se mogućnosti primjene robotskih i autonomnih sustava u različitim poljoprivrednim operacijama od primarne proizvodnje sve do finalizacije poljoprivredno prehrambenih proizvoda.
Kroz praktične primjere i vježbe studenti će razvijati znanja i vještine potrebne za razumijevanje, planiranje i primjenu robotskih i autonomnih rješenja u poljoprivrednoj mehanizaciji. Stečena znanja omogućit će im vrednovanje mogućnosti primjene pojedinih tehnologija te planiranje i optimizaciju poljoprivrednih procesa primjenom automatizacije, robotike, autonomnih sustava i informacijskih tehnologija.
Polaganje ispita iz modula provodi se putem parcijalnih testova znanja i završnog usmenog ispita.
Vrsta predmeta
- Diplomski studij / Poljoprivredna tehnika / Mehanizacija (Izborni predmet, 3. semestar, 2. godina)
ECTS: 3.00
Engleski jezik: R1
E-učenje: R1
Sati nastave: 30
Predavanja: 20
Vježbe u praktikumu: 10
Izvođač predavanja
Izvođač vježbi
Ocjenjivanje
Dovoljan (2): 60-70%
Dobar (3): 71-80%
Vrlo dobar (4): 81-90%
Izvrstan (5): 91-100%
Uvjeti za dobivanje potpisa
- Pohađanje 80% predavanja.
- Odrađivanje svih vježbi.
Opće kompetencije
Razvijanje temeljnog znanja o principima i tehnologijama robotike i autonomnih sustava, s posebnim naglaskom na njihovu primjenu u poljoprivrednoj mehanizaciji i poljoprivrednim proizvodnim procesima.
Sposobnost analize i prepoznavanja ključnih izazova u poljoprivrednoj proizvodnji koji se mogu rješavati primjenom robotskih, autonomnih i automatiziranih sustava.
Sposobnost primjene suvremenih tehnologija, uključujući osjetnike, aktuatore, sustave pozicioniranja i navigacije te upravljačke sustave u poljoprivrednim strojevima i robotskim platformama.
Razumijevanje principa autonomnog kretanja i upravljanja poljoprivrednim strojevima, uključujući percepciju radnog okruženja, planiranje putanje, detekciju prepreka i donošenje odluka na temelju podataka prikupljenih različitim osjetnicima.
Razumijevanje važnosti prikupljanja, obrade i korištenja podataka iz robotskih i autonomnih sustava te primjene programskih i informacijskih tehnologija u upravljanju i optimizaciji poljoprivrednih procesa.
Sposobnost povezivanja robotskih i autonomnih tehnologija s postojećom poljoprivrednom mehanizacijom te vrednovanja mogućnosti njihove primjene u različitim poljoprivrednim operacijama.
Razvijanje sposobnosti kritičkog i kreativnog razmišljanja pri planiranju i odabiru robotskih i autonomnih rješenja za unaprjeđenje učinkovitosti, preciznosti i automatizacije poljoprivrednih proizvodnih procesa.
Sposobnost prilagodbe brzom razvoju tehnologija u području poljoprivredne mehanizacije te kontinuiranog stručnog usavršavanja kroz praćenje razvoja robotike, autonomnih sustava i tehnologija pametne poljoprivrede.
Oblici nastave
- Predavanja
Na nastavi se redovito bilježe nazočni studenti (na početku i kraju bloka) i prati sposobnost discipliniranog i aktivnog praćenja nastave - Auditorne vježbe
Studenti se potiču sudjelovati u raspravama, prezentaciji ideja i problemskih rješenja, argumentiranju mišljenja i stavova. Prati se usvajanje teorijskih i činjeničnih znanja, prezentacijskih i komunikacijskih vještina, kritičkog mišljenja, timskog rada i društvene odgovornosti. Prati se sposobnost izvođenja vježbi. Zapažena aktivnost na satu bilježi se u studentskoj evidenciji, što omogućuje korekciju konačne ocjene naviše ili beneficiju na usmenom ispitu.
Ishodi učenja i način provjere
| Ishod učenja | Način provjere |
|---|---|
| Objasniti osnovne principe robotike, autonomnih sustava i njihove primjene u poljoprivrednoj mehanizaciji. | Sudjelovanje u raspravama, radni zadaci tijekom nastave – pismeni ispit, usmeni ispit |
| Razlikovati vrste poljoprivrednih robota i autonomnih strojeva prema namjeni i fazi mehaniziranog proizvodnog procesa. | Sudjelovanje u raspravama, radni zadaci tijekom nastave – pismeni ispit, usmeni ispit |
| Opisati ključne konstrukcijske komponente robotskih sustava (osjetnici, aktuatori, upravljačke jedinice) u kontekstu poljoprivredne mehanizacije. | Sudjelovanje u raspravama, radni zadaci tijekom nastave – pismeni ispit, usmeni ispit |
| Analizirati potrebe mehanizirane poljoprivredne proizvodnje koje se mogu unaprijediti primjenom robotskih tehnologija. | Sudjelovanje u raspravama, radni zadaci tijekom nastave – pismeni ispit, usmeni ispit |
| Odabrati odgovarajuće osjetnike i osnovne metode upravljanja za tipične zadatke u poljoprivrednim robotskim sustavima. | Sudjelovanje u raspravama, radni zadaci tijekom nastave – pismeni ispit, usmeni ispit |
| Planirati implementaciju jednostavnog robotskog ili autonomnog rješenja u konkretnom sustavu poljoprivredne mehanizacije. | Sudjelovanje u raspravama, radni zadaci tijekom nastave – pismeni ispit, usmeni ispit |
| Primijeniti informacijske tehnologije i upravljanje podacima u funkciji optimizacije mehaniziranih poljoprivrednih procesa. | Sudjelovanje u raspravama, radni zadaci tijekom nastave – pismeni ispit, usmeni ispit |
| Vrednovati prednosti i ograničenja primjene robotike u poljoprivrednoj mehanizaciji. | Sudjelovanje u raspravama, radni zadaci tijekom nastave – pismeni ispit, usmeni ispit |
Način rada
Obveze nastavnika
Nastavnik predaje gradivo predviđeno sadržajem predmeta, provjerava naučeno gradivo i vrednuje usvojeno znanje i stečene vještine kroz vježbe, pismeni i usmeni ispit.
Obveze studenta
Student je obavezan prisustvovati svim oblicima izvođenja nastave, predavanjima i vježbama, prema Pravilniku o studiranju na Agronomskom fakultetu.
Polaganje ispita
| Elementi praćenja | Maksimalno bodova ili udio u ocjeni | Bodovna skala ocjena | Ocjena | Broj sati izravne nastave | Ukupni broj sati rada prosječnog studenta | ECTS bodovi |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Parcijalni ispit 1 (PI1) | 20 % |
0-60 % 61-70 % 71-80 % 81-90 % 91-100 % |
Nedovoljan (1) Dovoljan (2) Dobar (3) Vrlo dobar (4) Izvrstan (5) |
10 | 20 | 0,5 |
| Parcijalni ispit 2 (PI2) | 20 % |
0-60 % 61-70 % 71-80 % 81-90 % 91-100 % |
Nedovoljan (1) Dovoljan (2) Dobar (3) Vrlo dobar (4) Izvrstan (5) |
10 | 20 | 0,5 |
| Parcijalni ispit 3 (PI3) | 20 % |
0-60 % 61-70 % 71-80 % 81-90 % 91-100 % |
Nedovoljan (1) Dovoljan (2) Dobar (3) Vrlo dobar (4) Izvrstan (5) |
10 | 20 | 1 |
| Elementi praćenja | Opis | Rok | Nadoknada |
|---|---|---|---|
| Parcijalni ispit 1 (PI1) | Obuhvaća prvi programski dio modula koji obrađuje automatizaciju, uvod u robotiku i primjenu robotike u preciznoj poljoprivredi. Pitanja iz teorijskog dijela su otvorenog tipa i ispituju poznavanje i razumijevanje činjenica. | 5. tjedan | |
| Parcijalni ispit 2 (PI2) | Obuhvaća drugi programski dio modula koji obrađuje komponente robotskih sustava i kontrolu pokreta u robotici. Pitanja iz teorijskog dijela su otvorenog tipa i ispituju poznavanje i razumijevanje činjenica. | 10. tjedan | |
| Parcijalni ispit 3 (PI3) | Obuhvaća treći programski dio modula koji obrađuje upravljanje podacima i integraciju robotike s drugim tehnologijama. Pitanja iz teorijskog dijela su otvorenog tipa i ispituju poznavanje i razumijevanje činjenica. | 15. tjedan |
Tjedni plan nastave
- Uvod u robotiku u poljoprivrednoj tehnici i tehnologiji - P
- Automatizacija poljoprivrednih procesa - P
- Osnove robotike u poljoprivredi - P
- Osnove robotike u poljoprivredi - P
- Primjena robotike u preciznoj poljoprivredi - P
- Komponente robotskog sustava - P
- Primjena osjetnika u poljoprivredi - P
- Primjena osjetnika u poljoprivredi - P
- Kontrola pokreta u robotici - P
- Kontrola pokreta u robotici - P
- Upravljanje podacima - V
- Upravljanje podacima - V
- Vizualizacija i analiza podataka - V
- Vizualizacija i analiza podataka - V
- Integracija robotike s drugim tehnologijama - V
Obvezna literatura
- Pliestić, S. (2022). Automatizacija poljoprivrednih procesa, skripta, Sveučilište u Zagrebu, Agronomski fakultet
- Kovačić, Z., Bogdan, S., Krajči, V. (2002). Osnove robotike, Graphis Zagreb
- Jović, F. (1992.). Expert Systems in Process Control. London: Chapman & Hall, New York: Van Nostrand Reinhold Inc.
- Kraut, B. (1990.). Strojarski priručnik. Zagreb: Tehnička knjiga.
Preporučena literatura
- Sladić, S.,Štimac Rončević, G., Rončević B. (2022). Mehatronika – odabrane komponente i njihova primjena. Sajema d.o.o. Zagreb
- Zhang Q., Pierce, F.J. (2016). Agricultural Automation Fundamentals and Practices”, CRC Press.
- Young S. L, Pierce, F.J. (2014). Automation: The Future of Weed Control in Cropping Systems, Springer, Dordrecht Heidelberg New York London, 2014.
- Kepner, R.A., Bainer, R., Barger, E.L., (2005). Principles of Farm Machinery, 3rd Edition, CBS Publishers, New Delhi
- Guangnan C. (2021). Advances in Agricultural Machinery and Technologies, 1st Edition, CRC Press
- McNulty, P. B., Gracce, P. M. (2012.). Agricultural Mechanization and Automation – Vol. 1., 2., Paris: UNESCO - EOLSS Encyclopedia of Life Support Systems.
Sličan predmet na srodnim sveučilištima
- Agricultural Automation and Robotics - Alfred State College (USA)
- Agriculture Robotics and Intelligence - Rhodes State College (USA)
- Computing and Information Technology in Precision Agriculture - Royal Agricultural University (UK)