Robôs Móveis Autônomos

Introdução

Conteúdo

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• Robótica Móvel- Avanços Modernos
• Estudos de Caso de Best-Sellers

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R M A- Robôs

• Robótica – máquinas realizam tarefas para o homem
• Robota- trabalho nas línguas eslavas
• Manipulador- tarefas industriais

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• R. Móveis – tudo o que depende do deslocamento
• Logística
• Supervisão e Monitoramento
• Limpeza
• Serviços domésticos
• Outros serviços ( informação, interação, lazer)

R M A - Móveis

• Mobilidade – projetar robôs que atendam critérios de meio de locomoção, escolhendo o sistema de locomoção apropriado:
• Meio de Locomoção
• Terrestre
• Aéreo
• Aquático
• Sistemas de Locomoção
• Pernas/rodas
• Hélices
• Propulsão

R M A- Autônomos

• Autonomia pressupõe capacidade de tomar decisões, reação a estímulos internos e externos, controle
• Autonomia – capacidade de realizar tarefas com a mínima interferência humana
• Projeto multi sistema:
• Sistema de Locomoção
• Sensores / Percepção
• Controle
• Cognição e Decisão
• Comunicação

R M A- Autônomos

• Definição de sistema robótico teleoperado, programável e autônomo

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• TELEOPERADO- controlado remotamente por operador através de controles remotos por fio ou sem fio como joystick, mouse, dispositivos de manipulação , alavancas , botões , interface de computador, luvas de realidade virtual…

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• PROGRAMÁVEL- permite a programação de rotinas, embarcadas no dispositivo que permitem execução automática de tarefas

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• AUTÔNOMO- permite programação, mas execução da tarefa envolve sensoriamento de ambiente, controladores feedback e tomada de decisão sem intervenção do operador. Pode permitir teleoperação

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R M A- Autônomos

• Componentes físicos:

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• Sistema de locomoção com atuadores
• Microcontrolador com módulos de I/O
• Sensores
• Fonte de energia/ baterias

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R M A- Autônomos

• Autonomia - relação sensores - controladores

Sensores

Controladores

atuadores

Estimadores

R M A- Autônomos

• Sistema Robótico composto por subsistemas
• RELAÇÃO ENTRE OS SUBSISTEMAS DE UM RMA

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Robótica Móvel Autônoma - Motivações

• Campo Multidisciplinar (ciências aplicadas):
• Mecânica
• Eletrônica
• Computação
• Estatística
• Ciências Cognitivas
• Psicologia

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• Contraria a tendência atual da Ciência - Especialização

Robótica Móvel - Promórdios

• Marcos na robótica móvel
• Shakey, o robô, 1966

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Robótica –Desenvolvimentos Modernos

• Marcos na robótica móvel
• “Subsumption architecture” do Brook , 1986

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• Behavion – Based Decomposition – Sistema de Controle baseado em comportamento : reações ao ambiente dinâmico

Video do Genghis

Tendência

• Os robôs estão ficando cada vez mais próximos .
• Sistemas robóticos podem ser caracterizados pela crescente aproximação e interação FíSICA e PSICOLÓGICA

Estudos de Caso das Ultimas Décadas

• Rovers Espaciais
• NASA – Mars Rovers
• Desafios: mobilidade em terreno irregular, delay nas comunicações , temperaturas
• Carros Autônomos
• DARPA Urban Challenges
• Google car
• Desafios: segurança no ambiente dinâmico

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Estudos de Caso das Ultimas Décadas

• Robôs Voadores
• Drones
• Aviões autônomos
• Desafio: real –time, peso , autonomia, instrumentação

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• Robôs Pessoais
• Humanoides: ASIMO
• Willow Garage PR2
• Desafios: amigabilidade, segurança

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NASA Mars Rovers

• Misssão :
• Dois rovers: Spirit e Opportunity
• Explorar a superfície e geologia de marte
• Custo total de 1 bilhão de dolares.

Comunicação :

• Atraso de 20 min
• Operação em tempo real impossível
• Sistemas:
• Visão estéreo para mapeamento local e planejamento de movimento (GESTALT)
• Odometria visual em áreas de alta derrapagem
• Em 1 de maio de 2009 o Spirit atolou em solo macio
• Em 26 de janeiro de 2010 seu status mudou para plataforma estacionária

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DARPA- Desafios

• Darpa Grand Challenge 2004
• 130 milhas de percurso no deserto de Mojave
• Nenhuma das equipes terminou o percurso
• Darpa Grand Challenge 2005
• Percurso no deserto com complicadores
• 5 equipes terminaram
• Darpa Desafio Urbano 2007
• Percurso urbano
• Obediência a regras de transito
• Bloqueio intermitente do sinal do GPS

• Grand Challenge 2005 – primeira fase

• Desafio Urbano

Carro Autônomo do Google

• Outubro 2010
• Autônomo no transito real
• Toyota Prius com sensores:
• Lidar
• Vídeo câmera
• Radares
• GPS
• Planejamento de rota como o GPS e intervenção de outras informações para direção

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Boston dynamics Big Dog e Wild Cat

BIG DOG

Carro Autônomo do Google

Humanóides

• ASIMO- Advanced Step in Innovative MObility

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• Leve , compacto,
• Amigável
• Variedade de mov.
• Personal Robot

Humanóides

• Boston Dynamics

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Humanóides

• Para pesquisa e experimentação
• Cameras, Lasers, Acelerometros, sensores táteis, variedade de ferramentas para comunicação
• ROS: Robot Operating System – open source
• Custo- $400 000

PRP2

Robôs de Limpeza

• Utilidade pessoal
• Avançados mapeamento
• Preço acessível

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https://youtu.be/sD9vn67j3bg