Robôs Com Rodas

Ao falarmos de robótica móvel temos um vasto campo a abordar, mas esse trabalho irá focar apenas nos robôs móveis de rodas e esteiras.

Analisando a história da humanidade temos que o homem sempre teve um interesse ligado ao desenvolvimento de máquinas e dispositivos capazes de substituir, aliviar e ultrapassar a capacidade do próprio homem e dos animais em tarefas do cotidiano.

No século XVI, os autômatos surgiram com uma proposta de imitar algumas atividades da natureza humana, mas foi a partir do século XVII que a construção dos autômatos cresceu, sendo que alguns tornaram-se bastante conhecidos, como os três bonecos (um escrivão, um desenhista e uma tocadora) que foram construídos pelos irmãos Droz em 1733 e o pato mecânico de Jacques de Vaucanson em 1750. Ao final do século XVIII tivemos a famosa revolução industrial e com isso a adoção de máquinas para as indústrias iniciando a produção em grande escala.

A palavra robô vem da palavra Tcheca robota, na qual significa trabalho escravo, monótono e foi utilizada pela primeira vez em 1921, por Karel Capeck numa peça de teatro chamada "Rossum's Universal Robots". Issac Asimov que é considerado o pai da robótica utilizou o nome robô em sua obra "I Robot", onde estabeleceu as três famosas leis da robótica, que são:

• Um robô jamais deve causar dano a um ser humano nem, através de omissão, permitir que isto aconteça;

• Um robô deve sempre obedecer o ser humano, a menos que isto entre em conflito com a primeira lei;

• Um robô deve proteger-se de danos, a menos que isto entre em conflito com a primeira ou segunda lei;

• Algum tempo depois foi acrescentada a "Lei Zero" onde um robô não pode causar mal à humanidade ou, por omissão, permitir que a humanidade sofra algum mal.

A partir da invenção dos transistores em 1948, os robôs começaram a ser controlados por computadores, sendo que a primeira patente registrada para um robô industrial controlado por computador foi de George Devol em 1954. A General Motors foi a primeira indústria a utilizar robôs que usavam comando numérico programável em sua linha de montagem e com isso deu início a era da automação industrial.

Os robôs móveis surgiram em 1968 na qual utilizavam conceitos da mecânica e da robótica fixa e com o avanço da área de sensores, processamento de imagens e inteligência artificial, pareceu fácil dar a um robô a capacidade de trabalhar em ambientes variados, contudo, a complexidade envolvida no desenvolvimento desses tipos de sistemas eram grandes.

A partir daí foram desenvolvidos diversos sistemas que ajudaram a solucionar essa complexidade e chegar aos robôs que conhecemos atualmente, como o robô CURIOSITY (imagem 1) e os Robôs Anti Bombas (Copa Brasil 2014) (imagem 2).

Figura 1 - Robô CURIOSITY

Figura 2 - Robô Anti Bombas (Copa Brasil 2014)

2 ROBÔS MÓVEIS

2.1 DEFINIÇÃO

A definição de um robô móvel diz que é um dispositivo mecânico montado sobre uma base não fixa, que age sob o controle de um sistema computacional, equipado com sensores e atuadores que o permitem interagir com o ambiente. Essa interação é realizada através dos ciclos de percepção-ação na qual possuem três passos imprescindíveis para o seu funcionamento, são eles:

• Obter as informações do ambiente em questão através de sensores;

• Armazenar e processar as informações captadas pelos sensores e selecionar a ação que será executada;

• Executar as ações na qual foram planejadas por meio do acionamento dos atuadores.

Um robô deve realizar inúmeros ciclos de percepção-ação, onde ele terá a função de modificar o estado do ambiente em busca da realização do comando ou tarefa dado. A seguir temos um esquema de como funciona os ciclos percepção-ação:

Figura 3 - Esquema do ciclo percepção-ação

O comportamento de um robô resultado da interação de três fatores importante que são o próprio Robô, a tarefa a ser realizada e o ambiente em que será aplicada alguma ação ou alteração. Esses fatores são interdependentes onde influenciam um ao outro e o esquema a seguir mostra isso:

Figura 4 - Relação de interdependência entre Robô, Tarefa e Ambiente.

Então, para que um robô realize uma tarefa em um determinado ambiente devemos selecionar de maneira correta os sensores e atuadores que deverão ser utilizados. Teremos um tópico mais a frente que será explicado com mais detalhes, pois afeta diretamente qual tipo de problema o nosso robô poderá resolver.

2.2 CLASSIFICAÇÃO

A classificação dos robôs móveis, de uma forma geral, se da através de três aspectos como a anatomia, tipo de controle e funcionalidade.

2.2.1. Segundo a Anatomia

Podemos classificar os robôs quanto a anatomia em três grupos principais: os robôs aéreos, os aquáticos e os terrestres. A seguir temos um esquema demonstrando como são divididos os robôs.

Figura 5 - Classificação dos robôs quanto a sua anatomia.

Os robôs terrestres são os mais populares podendo utilizar três tipos de atuadores diferentes: rodas, esteiras ou pernas. O nosso foco são nos robôs de rodas e esteiras.

2.2.2. Segundo o tipo de controle

Quanto a esse tipo de classificação, podemos separar em três categorias:

• Teleoperados - O operador terá o controle dos movimentos do robô;

• Semi-Autônomos - O operador dará o comando no qual o robô deverá executar e assim o robô realizará sozinho;

• Autônomos - O robô irá realizar a tarefa sozinho, tomando assim as suas próprias decisões com base nos dados do ambiente.

2.2.3. Segundo a funcionalidade

Nesse tipo de classificação temos quatro grupos: robôs industriais, robôs de serviço,