Introdução

A robótica móvel é uma das áreas mais dinâmicas da engenharia contemporânea. Os robôs já estão presentes em aplicações domésticas (como aspiradores inteligentes), industriais (logística em armazéns), agrícolas, militares e até em missões de exploração espacial.

Objetivos da aula

Ao longo deste módulo, você irá aprender um pouco mais sobre a robótica móvel e seu estado da arte atual. Além disso, serão vistos conceitos básicos sobre robôs, seus componentes e arquiteturas.

O que é um robô?

Afinal, o que é um robô?

O termo "robô"

A palavra "robô" vem do tcheco robota, que tem o significado de "servidão", uma palavra usada para designar o trabalho forçado de camponeses obrigados ao serviço sob o sistema feudal. A palavra "robô" em si foi aplicada pela primeira vez para ser referir a autômatos artificiais na peça Rossumovi Univerzální Roboti (Robôs Universais de Rossum), de Karel Čapek.

O Robot Institude of America (RIA) define robôs da seguinte maneira:

Manipulador multifuncional reprogramável, que se move e interage com um ambiente para realizar trabalhos de forma automática

Uma definição mais abrangente é:

Um robô é um dispositivo eletromecânico, programável e, frequentemente, autônomo ou semi-autônomo, que executa uma variedade de tarefas de forma pré-programada ou controlada por um sistema lógico.

Características principais de um robô

• Programabilidade: Um robô pode ser programado para executar diferentes tarefas.
• Autonomia: Ele pode realizar ações de forma independente, sem a necessidade de um comando humano contínuo.
• Eletromecânico: Robôs combinam componentes mecânicos e eletrônicos para funcionar.
• Autônomo ou pré-programado: Podem operar de maneira autônoma ou através de um conjunto de instruções predefinidas.
• Interação com o ambiente: Robôs percebem o mundo através de sensores e atuam sobre ele, modificando-o para alcançar seus objetivos.

Aplicação de robôs

Atualmente os robôs já são aplicados com sucesso em diversas áreas.

Indústria

Linha de produção de veículos:

Robôs para inspeção industrial:

Agricultura

Robôs para plantio e colheita:

Robôs para aplicação de produtos e inspeção de culturas:

Saúde

Robôs para a realização de cirurgias:

Exoesqueletos para pessoas com deficiência motora:

Serviços

Robôs de limpeza:

Robôs de delivery:

Principais tipos de robôs

Os robôs podem ser classificados de acordo com sua arquitetura.

Seguem alguns exemplos de diferentes tipos de arquitetura robótica.

Braços manipuladores

Robôs terrestres

Robôs aéreos

Robôs submarinos

Robôs bioinspirados

Robôs humanóides

Em suma, existem inúmeros e variados tipos de arquiteturas robóticas.

A maneira de construção de um robô é muito influenciado por sua função e o meio no qual ele atual.

Arquiteturas robóticas

Robôs são compostos basicamente por sensores, atuadores, computadores, sistemas de comunicação e energização e componentes auxiliares. Assim, a engenharia robótica é uma área intrinsecamente multidisciplinar.

Sensores

Fornecem dados e informações para a operação do robô. Podem ser classificados como extrínsecos ou intrínsecos.

Atuadores

Permitem ao robô se reconfigurar, se movimentar e atuar no ambiente.

Atuadores pneumáticos

Atuadores hidráulicos

Computadores

Os computadores realizam as operações lógicas necessárias à operação do robô. Alguns exemplos de usos são:

• Processamento dos dados de sensores.
• Controle dos atuadores.
• Simultaneous Localization and Mapping (SLAM) e navegação.
• Algoritmos de operação e comportamento do robô.
• Algoritmos de Inteligência Artificial e aprendizado de máquina.

Outros componentes comuns

Referências

A seguir apresenta-se as principais referências bibliográficas consideradas nesta disciplina:

Introduction to Autonomous Robots – Nikolaus Correl

Robotics: Modelling, Planning and Control – Bruno Siciliano et al.

Robotics, Vision and Control

Citação: CORKE, Peter I.; JACHIMCZYK, Witold; PILLAT, Remo. Robotics, vision and control: fundamental algorithms in MATLAB. Berlin: Springer, 2011.

Probabilistic Robotics – Sebastian Thrun