Jak w praktyce wygląda studiowanie Automatyki i Robotyki?

Jak w praktyce wygląda studiowanie Automatyki i Robotyki?

Wybranie ciekawego, przyszłościowego kierunku studiów to nie lada wyzwanie dla maturzysty.

Dobrze by było też, aby oczekiwania związane z kierunkiem studiów pokrywały się z tym, jakie przedmioty są na nim prowadzone. Niestety dość często okazuje się, że wyobrażenia o studiowaniu bywają błędne. Jak jest naprawdę?

Wiele osób zaczynających studia ma nadzieję, że na uczelni będą zajmowały się ciekawymi tematami. Studenci elektroniki mają nadzieję poznać podstawy elektroniki i budować zaawansowane urządzenia, a studenci automatyki i robotyki (AiR) chcą budować roboty.

Jak jest w praktyce? Sprawdźmy, jak naprawdę wyglądają studia na kierunku Automatyka i Robotyka. Wpis ten jest zbiorem doświadczeń absolwenta AiR na Wydziale Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej. Należy jednak pamiętać, że ile osób tyle może być opowieści - każdy wytycza swoją drogę studiów (np. angażując się w dodatkowe projekty). Dwie osoby z tego samego roku mogą mieć zupełnie inne odczucia na temat studiów.

Idealny kierunek studiów? 

Na początku odpowiedzmy sobie na pytanie, jaki byłby idealny kierunek studiów? Zapewne najlepiej taki, aby sprawiał żakowi przyjemność, aby mógł zagłębiać się w niego z pasją i zaangażowaniem oraz z zapałem przychodził na wykłady i ćwiczenia. Samą satysfakcją jednak kredytu na mieszkanie nie spłacimy, ani też nie kupimy samochodu, więc dobrze byłoby po zakończeniu studiów znaleźć dobrą, stabilną pracę. Czy takim kierunkiem jest AiR?

AiR idealny start w przyszłość?

Załóżmy, że nasz kandydat na studia pasjonuje się elektroniką, ma za sobą nawet kilka kursów Forbota. Potrafi skonstruować prostego robota, do tego z pomocą Arduino jest w stanie nieco go „ożywić". Nasz przyszły student chciałby się jednak dalej rozwijać w kierunku robotyki oraz mieć solidny papier potwierdzający takie umiejętności. Oczywistym więc wyborem dla owego kandydata będzie staranie się o przyjęcie właśnie na automatykę i robotykę.

Plan zajęć - smutna rzeczywistość?

Niejeden student pierwszego roku ujrzawszy plan na swój pierwszy semestr miał nieco smutną minę. Przedmiot humanistyczny, technologie informacyjne, propedeutyka matematyki, matematyka, fizyka, elektrotechnika, jeszcze raz matematyka i… to tyle? A gdzie są zajęcia z robotyki? Otóż niestety pierwszy semestr to teoria w najczystszej postaci.

I semestr: Studia czas start

No dobra, ale na elektrotechnice i mechanice czegoś się przecież nauczę, w robotach przecież też są elementy mechaniczne, o zastosowaniu elektrotechniki nie wspominając.” To prawda, na mechanice nauczysz się obliczać równowagę zbieżnego rodzaju sił, moment pary sił, dowiesz się co nieco o tarciu oraz zapoznasz się z wytrzymałością materiałów.

Jeśli zaś chodzi o elektrotechnikę, to poznasz podstawy obwodów elektrycznych, poznasz liczby zespolone i będziesz już wiedział, jak wyliczyć miejsca zerowe funkcji, jeśli delta jest mniejsza od zera. Dowiesz się również na jakiej zasadzie działa transformator, poznasz podstawowe pojęcia w układach trójfazowych, będziesz analizował obwody RLC. Brzmi lepiej?

Poza dwoma typowo technicznymi zajęciami będziesz też miał szansę podołać przedmiotom, których głównym zadaniem jest dokonanie przesiewu (matematyka i fizyka). Czy robotykowi potrzebna jest w praktyce taka wiedza? Jak mówią, od przybytku głowa nie boli. Większość materiału jaki poznasz na matematyce może Ci się przydać, ale na pewno o sporej części materiału szybko zapomnisz.

A co z przedmiotami humanistycznymi? Najczęściej jest to tak zwana "zapchajdziura", psychologia lub humanistyka dla inżynierów. Jest to z reguły formalność i nie trzeba się tym przejmować.

II semestr: Może teraz będzie ciekawiej?

Udało się zaliczyć pierwszy semestr, logujesz się do systemu i ściągasz plan zajęć na kolejne pół roku. W dalszym ciągu figuruje matematyka, ale pojawia się też laboratorium z fizyki, sieci komputerowe i technologie internetowe, informatyka i elektronika. Dochodzi też język obcy.

Na sieciach komputerowych i technologiach internetowych dowiesz się, z ilu warstw składa się każda sieć, poznasz różne protokoły. W trakcie laboratorium stworzysz stronę internetową wykorzystującą CSS, PHP i MySQL. Na informatyce poznasz podstawy programowania języka typu C (tutaj warto się skupić i na tym przedmiocie dać z siebie wszystko), ale też pewnie trochę niekoniecznie przydatnej teorii. Co do elektroniki, to materiał od strony praktycznej nie jest zbyt zaawansowany. Jeśli wykonasz ćwiczenia z kursów elektroniki opublikowanych na Forbocie to sobie poradzisz.

Ciekawym przedmiotem są też metody numeryczne, dzięki którym będziesz mógł rozwiązać wiele problemów matematycznych. Co do metrologii, to przedmiot na którym nauczysz się po prostu robić pomiary różnymi metodami.

III semestr: Jesteś już na drugim roku!

Pierwszy rok możemy już uznać za zaliczony. Teraz wakacje, a od października rozpoczynamy kolejny semestr. A w nim z nowych przedmiotów dochodzi wychowanie fizyczne, podstawy techniki cyfrowej, podstawy automatyki, podstawy robotyki i mechatroniki, komputerowy zapis projektu.

Analogicznie jak poprzednio, jeśli przerobiłeś kurs techniki cyfrowej z Forbota, to sobie poradzisz. Poznasz trochę więcej teorii, ale dzięki podstawom będziesz miał ułatwiony start (szczególnie na zajęciach praktycznych).

Technika cyfrowa – #1 – wstęp, spis treści
Technika cyfrowa – #1 – wstęp, spis treści

Jeśli znasz już podstawy elektroniki, a do tej pory jedynie… Czytaj dalej »

Kolejne dwa przedmioty, to głównie teoria. Na podstawach automatyki będziesz liczył transmitancje układów, poznasz regulatory PID czy też sprawdzisz stabilność układów automatyki. Sporo teorii, mało kiedy na studiach ktoś pokaże jak to wykorzystać w praktyce. 

Na podstawach mechatroniki dowiesz się, jakie są generacje robotów, jakie wyróżniamy napędy, poznasz charakterystyki silników. Z kolei "Komputerowy zapis projektu" to rysunek techniczny, a przymiotnik komputerowy odnosi się do tego, że od połowy semestru używa się AutoCada.

Jak zaimplementować regulator PID dla silnika z enkoderem?
Jak zaimplementować regulator PID dla silnika z enkoderem?

W artykule przedstawię proces projektowania regulatora PID do kontroli prędkości… Czytaj dalej »

IV semestr: czas na elektronikę w praktyce

Zaczynamy kolejny semestr. Z nowości mamy technikę mikroprocesorową, urządzenia automatyki, przemysłowe sieci informatyczne, energoelektronikę, systemy czasu rzeczywistego. Dochodzą też przedmioty obieralne. Jeśli chodzi o mikroprocesory to tutaj już nie wystarczy kurs Arduino (chociaż będzie dobrym wstępem). Na studiach będziesz programował dość stare układy 8051 oraz "gołe" AVR.

Na „Automatach” dowiesz się o urządzeniach stosowanych w automatyce, będziesz mógł pobawić się sterowaniem np. grzałką w zamkniętym terrarium. Na przemysłowych sieciach będziesz miał styczność z protokołami wymiany danych. Na energoelektronice poznasz maszyny prądu stałego, synchroniczne, asynchroniczne czy indukcyjne, dowiesz się co to warystor. Na systemach czasu rzeczywistego poznasz kochanego przez wykładowców Matlaba.

V semestr: Pora poczuć się automatykiem

Semestr piąty jest już podzielony na specjalizacje. Moją specjalizacją była ta bliższa robotyki, więc to na niej się skupię. Z nowych przedmiotów mamy sterowniki programowalne, automatykę napędu, sterowanie procesami ciągłymi, niezawodność i diagnostyka, systemy dynamiczne, programowanie robotów i planowanie zadań, mechatronikę pojazdów, modelowanie i symulację w mechatronice.

Na sterownikach programowalnych poznasz zasady programowanie sterowników PLC i ogólnie poczujesz się już jak automatyk. Sterowanie procesami ciągłymi, to znów Matlab, podobnie jak niezawodność i diagnostyka, gdzie będziesz "bawić się" macierzami.

Programowanie robotów i planowanie zadań to przedmiot, na którym poznasz kinematykę robotów przemysłowych, masz też szansę zetknąć się z prawdziwym robotem przemysłowym i jego językiem programowania. Na mechatronice pojazdów poznasz budowę i zasadę działania elementów elektronicznych stosowanych w pojazdach. Na modelowaniu i symulacji stworzysz wirtualny model jakiegoś urządzenia i będziesz mógł przeprowadzać na nim symulacje. 

VI Semestr: Inżynier już blisko!

Plan do zrealizowania na ten semestr to optymalizacja i wspomaganie decyzji, technika sterowania, bezpieczeństwo funkcjonalne i ochrona informacji, monitorowanie i systemy diagnostyczne, interfejsy i multimedia w technice, sensoryka robotów, komputerowe projektowanie manipulatorów robotów, podstawy inżynierii materiałowej oraz praktyka zawodowa.

Optymalizacja i wspomaganie decyzji to badanie właściwości dynamicznych obiektu, poznasz sterowanie otwarte i ze sprzężeniem zwrotnym, no i oczywiście nie może się tu obejść bez Matlaba. Na technice sterowania będziesz miał styczność z algorytmami genetycznymi i ewolucyjnymi.

Bezpieczeństwo i ochrona informacji to przedmiot, na którym się dowiesz, jak certyfikować maszynę, kiedy można dopuścić ją do użytku lub też jak oszacować cykl życia maszyny. Monitorowanie i systemy pomiarowo-diagnostyczne to algorytmy sztucznej inteligencji, które będziesz testować w Matlabie.

Interfejsy i multimedia to lekki i przyjemny przedmiot, na którym będziesz pracować w programach graficznych (np. Gimp), czy programach audio (np. Audacity). Na sensoryce robotów będziesz badać właściwości różnych czujników indukcyjnych czy optycznych, poznasz też obróbkę sygnałów prawdopodobnie w kolejnym naukowym pakiecie jakim jest LabView.

W trakcie przedmiotu komputerowego projektowania manipulatorów i robotów wykonasz projekt ramienia robota tak, aby teoretycznie można było go wykonać. Podstawy inżynierii materiałowej to tak naprawdę materiałoznawstwo, przedmiot bardzo mało przydatny, chociaż warto wiedzieć, który materiał jak odbija promienie z czujnika, aby wiedzieć, że czujnik optyczny dla stali nierdzewnej to niezbyt dobre rozwiązanie... Najwięcej zapewne nauczysz się w trakcie miesięcznej praktyki zawodowej, gdzie pracodawca będzie „wrzucał” Cię do różnych zadań.

VII semestr: To już prawie koniec!

Na siódmym semestrze będziesz się skupiać przede wszystkim na pracy inżynierskiej więc przedmiotów do zaliczenia jest niewiele, a te które się pojawią, będą raczej formalnością.

Przedmioty takie jak seminarium dyplomowe czy pracownia dyplomowa to tak naprawdę czas na tworzenie pracy inżynierskiej. Ergonomia i bezpieczeństwo pracy omawia podstawowe zasady pracy BHP inżyniera. Na algorytmach i technikach kryptograficznych poznasz metody szyfrowania danych. Na robotach mobilnych stworzysz projekt robota kołowego, zaczynając od rysunku platformy, a kończąc na badaniach symulacyjnych w środowisku Matlab.

Co można robić po automatyce i robotyce?

Najlepiej jest zostać automatykiem – programistą sterowników PLC, dla taki osób jest bardzo dużo ofert pracy. Radość z zobaczenia maszyny, którą samemu się zaprogramowało jest bezcenna. Innym ciekawym zawodem jest robotyk – ofert pracy jest nieco mniej, ale to się zmienia.

W przypadku robotyka trzeba mieć świadomość, że praca polega na programowaniu robotów przemysłowych (ABB, KUKA, FANUC, KAWASAKI, MOTOMAN, YASKAWA, EPSON, MITSUBISHI). Praca taka wiąże się też z wieloma wyjazdami, co nie każdemu odpowiada. Najczęściej praca wygląda tak, że podróżuje się po całym świecie do miejsc, gdzie klient ma np. swoją fabrykę.

Wyjątkowy projekt dla wyjątkowego klienta
Wyjątkowy projekt dla wyjątkowego klienta

Wychodząc naprzeciw oczekiwaniom czytelników przedstawiam kolejny ciekawy artykuł związany z… Czytaj dalej »

Co przydaje się najbardziej w pracy robotyka przemysłowego?

Wydaje mi się, że ogólna umiejętność programowania. Każdy robot ma swój język, ale są one zbliżone i podobne do języków wysokiego poziomu jak C – programując robot ABB używamy języka Rapid, programując KAWASAKI, używamy AS, programując KUKĘ, używamy języka KRL. To właśnie umiejętność spojrzenia na proces z punktu widzenia programisty prowadzi do powstania dobrze działającego kodu.

Część przedmiotów związanych z teorią sterowania w zawodzie robotyka nie ma zastosowania. Gdybym raz jeszcze miał ukończyć te studia, to po prostu skupiłbym się tylko na tym, aby je zaliczyć, a czas przeznaczyć na poznanie oprogramowania stosowanego w przemyśle.

Bardzo dobrym wyjściem jest też znalezienie stażu/dodatkowych praktyk. Obecna sytuacja na rynku pracy jest korzystna dla pracownika, a nic tak nie uczy jak praktyka, dlatego warto poświęcić wakacje i zatrudnić się w jakiejś firmie już w trakcie studiów.

Jeśli mamy chęci, to przez 30 dni możemy też za darmo pobawić się w środowisku Robot Studio, gdzie możemy zbudować całą stację zrobotyzowaną przy użyciu robota ABB i spróbować swoich sił w programowaniu w języku RAPID i przeprowadzić symulacje pracy robota.

Na zakończenie

Na każdej uczelni wyższej ten kierunek prowadzony jest inaczej, powyższy tekst powstał na podstawie studiów po kierunku Automatyka i Robotyka, wydział Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej. Zaznaczam, że powyższe przemyślenia to moje osobiste zdanie, zachęcam również gorąco do dyskusji w komentarzach. Jeśli skończyłeś podobny kierunek i masz jakieś ciekawe porady dla kandydatów, podziel się nimi w komentarzach.

Autor: Michał eM

AiR, automatyka, gdańsk, robotyka, stududia