O documento resume os principais conceitos da robótica, incluindo suas definições, história, tipos de robôs e questões éticas. É dividido em seções sobre manipuladores, robôs móveis, sensores, atuadores e aplicações educacionais.
2. Robótica
Definições
História
Tipos de Robôs
Questões Éticas
3.
4. Robótica
Ramo da tecnologia que estuda o
“design, construção e uso de máquinas (robôs)
para executar tarefas tradicionalmente feitas
por seres humanos”
Encyclopædia Britannica Online
5. Robô
“Máquina formada por um mecanismo,
incluindo diversos graus de liberdade, na
maioria das vezes tendo a aparência de um
ou diversos braços terminando num pulso
capaz de segurar ferramentas, peças ou
dispositivos.”
ISO 9283(1998)
6. Robô
Uma máquina que lembra o ser
humano e executa vários atos comple-
xos de um ser humano
Dicionário Webster
7. ISO 9283
É o padrão usado atualmente pela indústria.
Visa facilitar o entendimento entre usuários e
fabricantes.
Define características de funcionamento de um
robô.
Recomenda como realizar 14 testes para
verificar se o robô obedece a especificação.
8. Autômato
Máquina, aparelho ou dispositivo que
executa certos trabalhos ou funções,
comumente efetuados por uma pessoa.
9. Robótica x Automação
Automação é a tecnologia que se
preocupa com o uso de sistemas
mecânicos/elétricos/computacionais
para controlar um processo de produção
10.
11. História
350 a.C: O matemático grego Arquitas cria “O
Pombo”, pássaro de madeira movido a vapor
Século XVIII: Jacques de Vancanson cria o
andróide flautista e “O Pato”, pato mecânico
que come e defeca, entre outros organismos
mecânicos
12. História
Século XX: O termo “robô” (robota) surge pela
primeira vez em 1921 na peça teatral Russum's
Universal Robots, de Karel Capek
O termo se popularizou pelo escritor Issac
Asimov (foto) na obra de ficção “I, Robot”
(Eu,Robô) de 1950.
13. Três Gerações da Robótica
Primeira Geração
Robôs Manipuladores
Segunda Geração
Robôs Perceptivos
Terceira Geração
Robôs Adaptativos e Inteligentes (IA)
14. Primeira Geração
Joseph Engelberger cria em 1960 o Unimate
(foto) e inaugura a robótica industrial.
15. Segunda Geração
Hilare – 1977
O Hilare era capaz de andar em ambientes com
obstáculos parcialmente conhecidos.
16. Terceira Geração
AIBO, o cão robô criado em 1999 pela Sony,
que não só interage com o dono como
também “amadurece” com ele.
17.
18. Quanto as Características Físicas
Robôs Manipuladores
Robôs Móveis (com ou sem rodas)
Bípedes
Quadrúpedes
Hexápodes
Humanóides
Bípedes com cabeça, tronco e membros
19. Quanto a Aplicação
Industrial
Pesquisa
Militar
Segurança
Hobby ou Entretenimento
Doméstico e pessoal.
20. Manipuladores
Geralmente fixados em uma base com
um braço atuador
21. Manipuladores
Componentes Básicos
Manipulador
Atuador
Controle
Fornecimento de Energia
22. Manipuladores
Controle
Possui 3 tipos:
Não servo
○ Não possui sensores. É mais simples
Servo
○ Possui sensores nas juntas e atuadores
Servo com controle de caminho
○ Armazena milhares de pontos na trajetória
23. Robôs Móveis
Robôs móveis são capazes de
locomover-se no ambiente em que
estão inseridos.
24. Robôs Móveis
Um robô móvel pode ser decomposto
em:
Um mecanismo para fazer o robô
locomover-se.
Um ou mais computadores para controlar
o robô.
Sensores com os quais o robô obtém
informação do ambiente.
25. Robôs Móveis
Autonomia é a habilidade de tomar suas
próprias decisões e agir.
Pode ser:
Completa
Parcial
26. Robôs Móveis
Robôs Autônomos
Três perguntas básicas em robótica
móvel:
Onde estou?
Onde eu estou indo?
Como eu chego lá?
27. Robôs Móveis
Onde estou?
Localização consiste em determinar a
posição do robô no ambiente, utilizando
informações adquiridas pelos sensores
28. Robôs Móveis
Onde eu estou indo?
Significa conhecer sua posição objetivo.
A posição objetivo depende da tarefa a
ser executada.
A tarefa é informada por um ser humano
ou inferida pelo robô, dependendo de
sua autonomia.
29. Robôs Móveis
Como eu chego lá?
O robô precisa planejar sua trajetória,
determinando um caminho no ambiente
entre a posição inicial e a posição final,
evitando obstáculos.
30. Robôs Móveis
Para responder as 3 perguntas o robô
deve
Ter um modelo do ambiente (fornecido
ou construído autonomamente).
Perceber e analisar o ambiente.
Encontrar sua posição no ambiente.
Planejar e executar seus movimentos.
31. Robôs Móveis
Exemplos
Sojourner: primeiro robô em Marte
32. Robôs Móveis
ASIMO - Anda sobre superfícies
irregulares, reconhece pessoas, abre
portas e responde a comandos de voz
33. Robôs Móveis
Inteligência Artificial
Foco no conhecimento, modelos
internos, e raciocínio/planejamento.
1980s robótica desenvolveu técnicas
mais apropriadas => controle
comportamental e híbrido.
39. Robôs Móveis
Sensores
Percepção
Coletar informação sobre o mundo.
Sensor – um dispositivo elétrico/mecânico/químico
que mapeia um atributo do ambiente para uma medida
quantitativa.
40. Robôs Móveis
Sensores (quanto ao tipo de informação)
Sensores proprioceptivos:
medem valores internos do sistema (velocidade do
motor, direção do robô, carga da bateria)
Sensores exteroceptivos:
adquirem informação sobre o ambiente (distância de
objetos, intensidade da luz do ambiente)
41. Robôs Móveis
Sensores de direção
Proprioceptivos (giroscópio, inclinomêtro) ou
exteroceptivos (bússola).
Usados para determinar a orientação e a
inclinação dos robôs.
42. Robôs Móveis
Sensores de proximidade
Servem para indicar se o robô está próximo
de algum objeto do mundo.
Informação de proximidade - Elemento chave
para localização e modelagem do ambiente.
43. Robôs Móveis
Atuadores
Os atuadores utilizados em robótica móvel são
classificados em função da energia que
utilizam para funcionarem.
Os três principais tipos de atuadores são:
Pneumáticos
Hidráulicos.
Elétricos.
Atuadores
44.
45. Robótica Educacional
Por ter um caráter multidisciplinar
(eletrônica, mecânica e computação) a
robótica é usada como ferramenta de
aprendizado
47. Robótica Educacional
Programação para NXT (Lego)
NXC – Not eXactly C (Não Exatamente C)
NQC – Not Quite C (Não Muito C)
Programação para o microcontrolador
PIC
52. Questões Éticas
Consequências
Máquinas podem ter emoções?
Máquinas podem ser conscientes? (IA
Forte x IA Fraca)
Terão direitos como os seres humanos?
Podem representar um perigo para o
homem?
Limitações tecnológicas deixam essas
questões para o futuro
53. Bibliografia
Prof. Reinaldo Bianchi - Centro
Universitário da FEI