Detalhes do Projeto de Pesquisa

DESENVOLVIMENTO DE TECNOLOGIAS COMPUTACIONAIS INTELIGENTES PARA APOIAR APLICAÇÕES INDUSTRIAIS NO CONTEXTO DA INDÚSTRIA 4.0

Dados do Projeto

360

DESENVOLVIMENTO DE TECNOLOGIAS COMPUTACIONAIS INTELIGENTES PARA APOIAR APLICAÇÕES INDUSTRIAIS NO CONTEXTO DA INDÚSTRIA 4.0

2019/2 até 2022/2

ESCOLA POLITÉCNICA E DE ARTES

GRUPO DE ENGENHARIA BIOMÉDICA E SISTEMAS EMBARCADOS (BIOMEDICAL ENGINEERING AND EMBEDDED SYSTEMS GROUP - BEST GROUP)

Inteligência Computacional e Robótica

TALLES MARCELO GONÇALVES DE ANDRADE BARBOSA

Resumo do Projeto

Inspirado nos conceitos da Indústria 4.0 e das tecnologias IoT, este projeto de pesquisa propõe investigar e desenvolver tecnologiascomputacionais inteligentes para apoiar aplicações industriais de modo a aumentar o ganho de produção e a qualidade de produtos e processos industriais. Sendo assim, este projeto propõe o desenvolvimento de uma plataforma genérica e integrada de baixo custo, em hardware e software, para a identificação de produtos defeituosos numa esteira transportadora, e também a coleta e a separação de produtos defeituosos e não defeituosos utilizando um braço robótico. Para tanto, este projeto envolve o desenvolvimento de: um sistema de visão capaz de adquirir imagens digitais de produtos numa esteira transportadora, e reconhecer defeitos nos produtos utilizando técnicas de aprendizado de máquina (por exemplo, Rede neural); e de um hardware de baixo custo composto por sensores de infravermelho para detecção de objetos, sistema por radiofrequência (RFID Radio-Frequency IDentification) para o gerenciamento de produtos, câmera para a captura de imagens, microcontroladores de baixo custo, braço robótico para a coleta e a separação de produtos, módulo WiFi para comunicação sem fio entre a plataforma e outros dispositivos. A plataforma desenvolvida será testada e validada utilizando estudos de casos industriais reais.

Objetivos

Este projeto de pesquisa propõe investigar e desenvolver tecnologias computacionais inteligentes que utilizem os conceitos da Indústria 4.0 e da Internet das Coisas (IoT – Internet of Things) para apoiar aplicações industriais de modo a aumentar os ganhos de produção e a qualidade de produtos e processos industriais. Especificamente, este projeto propõe o desenvolvimento de uma plataforma genérica e integrada de baixo custo, em hardware e software, para a identificação de produtos defeituosos numa esteira transportadora, e também a coleta e a separação de produtos defeituosos e não defeituosos utilizando um braço robótico. Para tanto, serão desenvolvidos: (i) um sistema de visão capaz de adquirir imagens digitais de produtos numa esteira transportadora, segmentar e melhorar imagens digitais (por exemplo, utilizando métodos como Otsu e filtragem da mediana (CAPIZZI et al., 2016)), extrair características relevantes de imagens (por exemplo, utilizando método de matriz de coocorrência (PATHAK; BAROOAH, 2013)), e posteriormente, reconhecer defeitos nos produtos utilizando técnicas de inteligência artificial (por exemplo, Rede neural (RUSSELL; NORVIG, 2010)); (ii) um hardware de baixo custo composto por esteira transportadora, sensores de infravermelho para detecção de objetos, sistema por radiofrequência (RFID) que possibilita o gerenciamento de produtos, câmera para a captura de imagens, microcontrolador (por exemplo, Arduino (SUSTEK; MARCANIK; ÚREDNÍCEK, 2017)), braço robótico para a coleta e a separação de produtos (KALE; KULKARNI, 2013), módulo WiFi para comunicação sem fio entre a plataforma e outros dispositivos (como computadores e smartphones); e (iii) simulação, teste e validação da plataforma proposta utilizando estudos de casos industriais reais.

Justificativa

Inspirado nos conceitos da Indústria 4.0 e das tecnologias IoT, este projeto de pesquisa propõe investigar e desenvolver tecnologias computacionais inteligentes para apoiar aplicações industriais de modo a aumentar o ganho de produção e a qualidade de produtos e processos industriais. Sendo assim, este projeto propõe o desenvolvimento de uma plataforma genérica e integrada de baixo custo, em hardware e software, para a identificação de produtos defeituosos numa esteira transportadora, e também a coleta e a separação de produtos defeituosos e não defeituosos utilizando um braço robótico. Para tanto, este projeto envolve o desenvolvimento de: um sistema de visão capaz de adquirir imagens digitais de produtos numa esteira transportadora, e reconhecer defeitos nos produtos utilizando técnicas de aprendizado de máquina (por exemplo, Rede neural); e de um hardware de baixo custo composto por sensores de infravermelho para detecção de objetos, sistema por radiofrequência (RFID – Radio-Frequency IDentification) para o gerenciamento de produtos, câmera para a captura de imagens, microcontroladores de baixo custo, braço robótico para a coleta e a separação de produtos, módulo WiFi para comunicação sem fio entre a plataforma e outros dispositivos. A plataforma desenvolvida será testada e validada utilizando estudos de casos industriais reais.


O projeto contará com a participação de pesquisadores da Universidade de Coimbra (Portugal), da Universidade Pontifícia Universidade Católica de Goiás (PUC-Goiás) e da Universidade Federal de Goiás (UFG); e de alunos de iniciação científica. Por fim, são esperados os seguintes resultados: (i) um melhor entendimento da integração de tecnologias IoT e sistemas industriais para a aumentar o ganho de produção e a qualidade de produtos e processos industriais; (ii) a proposta de uma plataforma genérica e integrada de baixo custo para a identificação de produtos defeituosos numa esteira transportadora; (iii) formação de recursos humanos; (iv) promover a pesquisa na UFG e nas instituições parceiras ao projeto, visando o desenvolvimento científico, tecnológico e inovação de empresas no Estado de Goiás e no Brasil; e (v) realizar produção científica de nível elevado em periódicos da área de Engenharias III e em conferências nacionais e/ou internacionais.

Equipe do Projeto

Nome Função no projeto Função no Grupo Tipo de Vínculo Titulação
Nível de Curso
RUI ALEXANDRE DE MATOS ARAUJO
Email: rui@isr.uc.pt
Pesquisador Pesquisador Externo [externo] [doutor]
SYMONE GOMES SOARES ALCALA
Email: symonesoares@gmail.com
Pesquisador Líder Adjunto [externo] [doutor]
TALLES MARCELO GONÇALVES DE ANDRADE BARBOSA
Email: talles.ucg@gmail.com
Coordenador Líder [professor] [doutor]