Aristóteles (séc. IV aC) – Livro Robótica Industrial da MANET. ROBÓTICA & EDUCAÇÃO “Se os instrumentos pudessem realizar suas próprias tarefas, obedecendo ou antecipando o desejo das pessoas....” Aristóteles (séc. IV aC) – Livro Robótica Industrial da MANET.

AUTOMAÇÃO “Operação de controle automático de um equipamento, processo ou de um sistema por meio mecânico ou eletrônico, substituindo a observação, os esforços e a decisão humana.” Livro da MANET Automação Fixa Automação Programável Automação Flexível

ROBÓTICA “Uma máquina manipuladora, com vários graus de liberdade, controlada automaticamente, reprogramável, multifuncional, que pode ter base fixa ou móvel para a utilização em aplicações de automação industrial” – norma ISO 10218

ROBÔS - Tipos Robôs Fixos Base fixa Braços Robóticos Robôs Móveis Base móvel

Robótica & Educação Uso de Simuladores de Controle de Robôs Linguagem de Programação - Jogo Robô Tartaruga e Linguagem LOGO Ensino de matemática e programação Braços Manipuladores e Robôs Móveis Kits LEGO Robôs “Domésticos” – Hero I Programação e entretenimento

Projeto de um Ambiente Didático com Robôs Motivação Futebol de Robôs Projeto do Robô DAVID Fascínio e desafio Envolvimento com várias áreas do conhecimento

Ambiente Didático Ambiente Didático Experimental com Robôs Móveis - AEDROMO Objetivos iniciais Interface com o mundo real Exercícios de Programação Disciplinas Circuitos Digitais Linguagem de Montagem Optativa – Introdução à Robótica Experimental

Idéia Ampliada AEDROMO I AEDROMO II AEDRO

AEDROMO I Perspectivas Desenvolvimento de interfaces apropriadas para o ensino fundamental e médio Aplicação em outras disciplinas Matemática, Física.... Uso da linguagem LOGO

AEDROMO II Motivação Futebol de Robôs Visão Computacional Estratégia Protocolos de Comunicação Portas Paralela, Serial, USB... Rádio Freqüência, Infra Vermelho Base Móvel Mecânica, eletrônica e programação

AEDRO Ambiente Experimental e Didático com Robótica Conjunto reduzido de componentes mecânicos, elétricos e eletrônicos Baixo custo Experimentos com braço e robô móvel Introdução à Robótica Em estudos preliminares

Duas Modalidades Ensino básico – AEDROMO I Robôs programados (configurados) através de questionamentos ao usuário sobre o comportamento esperado Ensino médio e superior – AEDROMO II Sistema inclui: Visão global, estratégias, robôs e tabuleiro. Robôs controlados remotamente sem fio através de um computador pessoal Criação de ambientes cooperativos e competitivos

AEDROMO I – Objetivos Difundir e desmistificar a robótica móvel Incentivar alunos do ensino médio e fundamental No aprendizado de conceitos físicos, matemáticos e de programação Motivando em áreas de ciências Simplificar o desenvolvimento de ambientes com robótica móvel para pesquisas e verificações

AEDROMO I – Ensino básico Aplicações Didáticas e entretenimento Tarefas simples Exemplos: seguir ou evitar linhas, caminhar por labirinto, ... Sistema de programação interativa Linguagem LOGO Aplicando conceitos básicos em robótica e em outras disciplinas

AEDROMO I – Componentes Ambiente específico – área de trabalho com tamanho fixo e portátil Um robô realizando tarefas simples Marcações no área de trabalho e obstáculos Computador pessoal comanda o robô Conexão entre PC e robô via cordão umbilical ou comunicação sem fio

AEDROMO I – Robôs Robôs Robôs de baixo custo com sensores simples Sensores reflexivos para a identificação de marcações na área de trabalho Sensores de toque para identificar colisões Robôs simples podem ser entendidos, programados e construídos por alunos Robôs controlados via cordão umbilical ou através de rádio Todo o processamento do robô é realizado em um computador pessoal

AEDROMO I – Robô Michelangelo

AEDROMO I

AEDROMO I – Resultados Atuais Programação com alunos de graduação Programação de interface paralela para leitura dos sensores e acionamento dos atuadores (motores) Desenvolvimento de hardware para leitura dos sensores e acionamento dos motores Programação de microcontroladores para tarefas específicas

AEDROMO I - Perspectivas Ensino de conceitos de programação e lógica Conceitos introduzidos e desenvolvidos através de questões, do sistema ao usuário, sobre o comportamento esperado para o robô. Reforço em conceitos de geometria, matemática e física podem ser obtidos

AEDROMO II – Ensino médio e superior Aplicações Didáticas, pesquisas e entretenimento Jogos entre robôs Exemplos: tênis, futebol, caça e caçador, labirinto, ... Sistema aberto Reutilização e troca de códigos facilitada e incentivada

AEDROMO II - Componentes Ambiente específico – área de trabalho com tamanho fixo e portátil Dois robôs cooperando ou competindo Bola ou outros objetos Câmera posicionada sobre o campo Computadores pessoais comandam os robôs Conexão entre PC e robôs via comunicação sem fio

AEDROMO II – Robôs

AEDROMO II – Funcionamento Arquitetura de controle é caracterizada por laço fechado Sentir – imagens capturadas pela câmera satélite são processadas, identificando os objetos e suas posições no tabuleiro Planejar – informações das imagens alimentam a estratégia de acordo com as regras da tarefa em execução Atuar – comandos são enviados aos robôs para agirem no ambiente

AEDROMO II - Ambiente Computador Câmera Área de Trabalho Transmissor

Aplicações - Simulações

Desenvolvimento

AEDROMO II – Suporte a Pesquisas Programação em camadas padronizadas Camadas podem ser alteradas ou substituídas Possibilidade de comparar resultados entre paradigmas diferentes em diversas áreas da robótica (visão, controle, inteligência artificial, ...) Código aberto Seções de códigos podem ser estudadas, analisadas e reimplementadas (override) Robôs padronizados colocam o enfoque na computação

AEDROMO II – Perspectivas Maior desenvolvimento em pesquisas Maior facilidade para implementar novas abordagens em áreas específicas, as outras são reutilizadas Maior facilmente para compartilhar idéias e implementações Criação de uma base de códigos ou bibliotecas binárias como base às implementações

AEDRO Ambiente formado por um conjunto reduzido de componente, de baixo custo, direcionado a experimentos de robótica. Componentes Mecânicos - Motores Eletrônico - CIs, transistores, etc Sensores - Ópticos, contato Interface com computador

Braço 2D

Braço 2D - Funcionamento

Seguidor de Luz

Seguidor 3D

AEDROMO Ambiente Experimental Didático com Robôs Móveis Humberto Ferasoli Filho Renê Pegoraro Laboratório de Robôs Móveis Depto Computação – UNESP – Bauru