Detalhes do Projeto de Pesquisa

APERFEIÇOAMENTO DO SISTEMA ROBÓTICO HUMANOIDE INMOOV

Dados do Projeto

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APERFEIÇOAMENTO DO SISTEMA ROBÓTICO HUMANOIDE INMOOV

2018/2 até 2021/1

ESCOLA POLITÉCNICA E DE ARTES

PESQUISA EM PROTOTIPAGEM AVANÇADA

Prototipagem Virtual & Impressão 3D

MARCOS LAJOVIC CARNEIRO

Resumo do Projeto

Na sociedade atual, é crescente a necessidade de realizar tarefas com eficiência e precisão. Existem também tarefas a ser levadas a cabo em lugares em que a ação humana é difícil, arriscada e até mesmo impossível, como no fundo do mar ou e meio à imensidão do espaço. Para executá-las, faz-se necessária a presença de dispositivos mecatrônicos (robôs), que as realizam sem risco de vida. A robótica é a área que se preocupa com o desenvolvimento de tais dispositivos; multidisciplinar e em constante evolução, ela busca o desenvolvimento e a integração de técnicas e algoritmos para a criação de robôs. Décadas atrás, os robôs faziam parte apenas da ficção científica, fruto da imaginação humana. No início dos anos 60, os primeiros robôs começaram a ser usados com o objetivo de substituir o homem em tarefas que ele não podia realizar, as quais envolviam condições desagradáveis, tipicamente com altos níveis de calor, ruídos, gases tóxicos, esforço físico extremo, trabalhos tediosos e monótonos. Duas tendências, nos últimos 20 anos, garantiram a evolução dos robôs: o constante aumento dos níveis salariais dos empregados e o extraordinário avanço tecnológico no ramos de computadores, que induz à redução dos preços do robô e a uma significativa melhoria em seu desempenho. Atualmente diversos robôs e máquinas automatizadas são utilizadas na produção, contudo em sua maioria elas são altamente especializadas para a tarefas. Uma das maiores fantasias do homem é a construção de uma máquina com inteligência artificial, capaz de agir e pensar como ele. No entanto, esse desejo esconde a vontade que há em seu subconsciente de possuir um ¿escravo metálico¿ que satisfaça todas as suas vontades. E esse sonho humano está perto de se tornar realidade com o espantoso avanço da tecnologia. A empresa Boston Dynamics vem impressionado o mundo com seus robôs humanoides e robôs inspirados em animais devido a movimentação sobre pernas robóticas e sua capacidade de trabalho utilizando braços e garras para o deslocamento de caixas e até mesmo a agilidade de seus robôs demonstrada através de saltos acrobáticos. Os equipamentos robóticos utilizados na indústria possuem função e formatos adequados para a execução de tarefas altamente especializadas. A criação de um robô humanoide corresponde ao anseio de se criar uma ferramenta capaz de executar diferentes tarefas utilizando dois braços robóticos e mãos com muitos graus de liberdade, assim como uma pessoa comum é capaz de fazer. Além disso, uma ferramenta com a capacidade de se deslocar e estar adaptado para a movimentação em ambientes humanos com corredores, mesas, cadeiras, escadas e diversos tipos de ferramentas, aumentaria consideravelmente sua capacidade de prestação de serviços. Até então os robôs humanoides conhecidos na literatura se prestam em sua grande maioria a demonstrar suas habilidades de locomoção, conversar, dançar, jogar jogos de futebol adaptados, dentre outras funções não diretamente associadas com a prestação de um trabalho voltado para a produção. Como já apresentado, robôs produtivos consistem normalmente em um único braço robótico ou máquinas personalizadas com pouca ou nenhuma semelhança com o ser humano. Hoje, com a redução de custos das impressoras 3D, projetos de hardware e software abertos e livres, acredita-se que seja possível dar um novo salto na evolução dos robôs humanoides. Em 2012, o escultor e designer francês Gael Langevin criou um projeto pessoal de desenvolvimento de um robô humanoide chamado InMoov. O projeto é aberto e conta com a participação de diversos pesquisadores de todo o mundo. Ele consiste em um robô com dimensões de um ser humano adulto, que é possível de ser construído pela junção de peças impressas em uma pequena impressora 3D com volume de impressão de 12x12x12cm. A evolução das partes do robô InMoov tem gerado soluções para a criação de próteses para seres humanos, como por exemplo, mãos, braços

Objetivos

  • Levantamento das últimas     melhorias produzidas pela comunidade.
  • Finalizar a construção do     robô com todos os mecanismos já desenvolvidos pela comunidade.
  • Propor e implementar     melhorias em seus braços e mãos, aumentando sua força, agilidade,     resistência e capacidade de interagir com o meio.
  • Propor e implementar     melhorias em sua cabeça, como a movimentação de seu pescoço em diferentes     direções, a movimentação dos olhos além da adição de alto falantes,     microfones e expressões faciais.
  • Propor e implementar     melhorias em seu tronco, tanto em sua parte mecânica quanto em seu sistema     de reconhecimento e identificação de movimentos que é localizado em seu     peito (sistema Kinect).
  • Construir as pernas do     robô, analisar sua sustentação e equilíbrio e propor melhorias.
  • Implementar todo o sistema     eletrônico e de alimentação elétrica do robô de forma definitiva para que     ele esteja sempre pronto a ser acionado e interagir com qualquer visitante     da universidade. Além de propor melhorias.
  • Implementar todos os     sistemas de software já existentes para o de todo o potencial do robô e     propor melhorias.
  • Publicar todos os estudos     e melhorias realizadas em artigos de congresso e revista.

Justificativa

A construção de robôs humanoides para funções úteis ao ser humano tem sido buscada há décadas e com a evolução da tecnologia este objetivo está cada vez mais próximo de ser alcançado. Os robôs da Boston Dynamics [2] [3] tem demonstrado que o sonho de construir robôs humanoides com reais capacidades de trabalho está muito próximo.

            Através do robô InMoov já em desenvolvimento na universidade foi possível verificar as habilidades de locomoção de um braço, dedos da mão do robô, movimentar a cabeça, realizar a identificação de pessoas através da análise de imagens das câmeras instaladas nos olhos do robô, e também foi possível comunicar com o sistema robótico através de comandos de voz e receber respostas também através de vozes robóticas construídas a partir de blocos de textos previamente gravados. Este projeto gerou grande repercussão na universidade, sendo integrante de banners, folhetos, jornais e propagandas no site da universidade.

            Atualmente este robô se encontra no Laboratório de Prototipagem Avançada do Mestrado em Engenharia de Produção e Sistemas (MEPROS) da PUC Goiás em uma área visível para qualquer visitante da universidade. Desde sua criação ele atrai a atenção de diversos alunos, principalmente da área de Engenharia de Controle e Automação e Engenharia Elétrica. Sua construção exige o desenvolvimento de habilidades manuais, teóricas e práticas em diversas áreas, sobretudo na robótica e manufatura aditiva, e serve como um exemplo idealizado de ensino através de metodologias ativas com o nível de qualquer universidade de ponta dentro e fora do Brasil. Todos os projetos de desenvolvimento do robô InMoov estão cadastrados no site do criador da ideia, onde a PUC  Goiás já está cadastrada, podendo ser visto por qualquer pessoa no mundo que busque por informações a respeito do projeto.

            Além da produção científica relevante e qualificada, espera-se com esse trabalho o incentivo aos alunos de graduação e pós-graduação de diversos cursos, além de contribuir para a boa imagem da instituição no Brasil e no mundo.

Equipe do Projeto

Nome Função no projeto Função no Grupo Tipo de Vínculo Titulação
Nível de Curso
MARCOS LAJOVIC CARNEIRO
Email: marcoslajovic@hotmail.com
Coordenador Líder [professor] [doutor]