16
Agosto

Quem tem medo de seguidor de linha Destaque

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Publicado em Robótica

Introdução

Com o avanço da tecnologia, tanto softwares como hardwares estão se tornando mais acessíveis, desde dos valores, conteúdo de apoio ao aprendizado e o número de opções. Estes fatores estão contribuindo rapidamente para que a tecnologia da informação avance de maneira muito rápida. O poder de compreensão e manuseio desta área não está mais limitado a cursos superiores ou técnicos. Pessoas de diferentes idades, de áreas diferentes, estão aprendendo com os tutoriais da internet de maneira autodidata e muitos são os resultados diários das aplicações deste aprendizado. Tudo isso são consequências diretas do grande interesse e da facilidade dos conceitos e procedimentos da área. Neste vasto campo do conhecimento, o foco deste artigo destina-se como foco a robótica, não qualquer robótica, mas aquela que surge da comunidade por um esforço autodidata inspirado principalmente pelo o brilho que o assunto causa. Pretendemos com este material, poder ajudar as pessoas que estão interessados no tema e precisam de um impulso inicial para se motivar e conseguir seus primeiros resultados. Muito embora seja a robótica atualmente uma das áreas do conhecimento que mais atrai as pessoas, de todas as idades e principalmente as crianças, não é uma tarefa tão trivial construir um material de ajuda, uma vez que o público que atualmente busca este tema é muito vasto.  Iremos construir alguns roteiros que necessitam de matemática básica algumas noções de eletrônica e manuseio d ferramentas. Porém, ao fim, esperamos que aqueles que compreenderem este artigo, estejam aptos a participar de competições relevantemente com um bom nível de desempenho. A forma em que manteremos nosso dialogo, foi inspirado numa carência de conteúdos da área em português, que permeassem um meio termo, avançando um pouco para além dos conteúdos óbvios e estando abaixo dos conteúdos complexos, colocando o estudante justamente numa posição estratégica, dando ao menos condições de avançar de maneira profissional.

 

A Robótica

Nos últimos anos, tem-se observado um grande crescimento no desenvolvimento de automações robóticas, o que é uma área séria das aplicações tecnológicas, muito vezes é levada como uma terapia prazerá de se executar, uma vez que desenvolver robótica, confunde-se diretamente com o prazer de criar, inventar. Detalhando um pouco desta movimentação dos últimos anos, tivemos  numa primeira etapa, um grande desenvolvimento na área de robótica industrial, com a utilização sobretudo de robôs manipuladores [ ] . Numa segunda etapa, pesquisadores em robótica têm concentrado esforços na construção de robôs móveis, introduzindo as capacidades de mobilidade e autonomia para reagir adequadamente ao ambiente, o que abre um vasto campo de novas aplicações e, consequentemente, muitos desafios.[1]

Um robô móvel é um dispositivo automático que é capaz de se movimentar e interagir em um ambiente definido.

A tabela a seguir, resume historicamente alguns marcos relevantes as movimentações da área de robores móveis.

Data

Desenvolvimento

1939-1945

Durante a Segunda Guerra Mundial o primeiro robô móvel surje como o resultado de avanços técnicos em campos de pesquisa relativamente novos como ciência da computação e cibernética. Eles eram em sua maioria bombas voadoras. Como exemplos temos as bombas inteligentes que detonam apenas a uma determinada distância do alvo, o uso de sistemas de guiagem e o controle por radar. Os foguetes V1 e V2 possuiam um "autopiloto" primitivo e sistemas de detonação automáticos. Estes foram os predecessores dos mísseis de cruzeiro.

1948-1949

W. Grey Walter constrói Elmer e Elsie, dois robôs autônomos que se pareciam com tartarugas. Oficialmente eles eram chamados de Machina Speculatrix porque estes robôs gostavam de exploram o ambiente ao seu redor. Elmer e Elsie eram equipados com um sensor de luz, e caso encontrassem uma fonte de luz iriam se mover na direção da mesma, desviando de obstáculos em seu caminho. Estes robôs demonstraram que comportamentos complexos poderiam surgir de um projeto simples. Elmer e Elsie possuiam o equivalente a apenas duas células nervosas. [1]

1961-1963

A Universidade Johns Hopkins desenvolve Beast, que utilizava um sonar para se orientar. Quando suas baterias estavam com baixa carga ele procurava uma conexão de alimentação e se conectavam para se reabastecer.

1969

Mowbot foi o primeiro robô que podia cortar um gramado inteiro automaticamente. [2]

1970

O seguidor de traçados de Stanford foi um robô móvel que era capaz de seguir uma linha branca, utilizando uma câmera para vê-la. Ele era conectado via rádio a um grande mainframe que realizava o processamento necessário. [3]. Por volta da mesma época (1966-1972), o Instituto de Pesquisa de Stanford estava construindo e realizando pesquisas no Shakey, um robô que recebeu seu nome devido à sua movimentação brusca. Shakey possuia uma câmera, um detector de distância, sensores de toque e um link de rádio. Ele foi o primeiro robô que podia analisar suas ações. Isto significava que Shakey poderia receber comandos muito gerais, de forma que ele iria desenvolver os passos necessários para realizar o trabalho pedido. A União Soviética explorou a superfície da Lua utilizando oLunokhod 1, um rover lunar.

1976

Em seu programa Viking a NASA envia duas naves espaciais não tripuladas para Marte.

1977

O primeiro filme da série Star Wars Uma nova esparança apresenta R2-D2, um robô móvel autônomo e C-3PO, um humanóide. Estes dois modelos tornaram os robôs conhecidos pelo público geral.

1980

O interesse do público nos robôs aumenta, resultando em robôs que poderiam ser utilizados para uso doméstico. Estes robôs eram voltados para o entretenimento ou educação. Alguns exemplos incluem o RB5X [4], que ainda existe, e a série HERO. O seguidor de traçados de Stanford agora é capaz de navegar entre obstáculos e fazer mapas de seu ambiente.

1985

As raízes dos PICs se originaram na universidade de Harvard. A arquitetura Harvard foi primeiramente usada no 8x300 da Signetics, e foi adotada pela General Instruments para uso como interface controladora de periféricos (PIC) que foi projetada para compensar o fraco barramento de I/O da sua CPU CP1600 de 16 bits. A divisão de microeletrônica foi depois transformada na Arizona Microchip Technology (por volta de 1985), com os PICs como seu produto principal. Os PICs tinham um grande conjunto de registradores (de 25 a 192 registradores de 8 bits, comparado com os 144 do Z8).

1989

Mark Tilden inventa a robótica BEAM.

1993-1994

O robôs Dante I [5] e Dante II [6] são desenvolvidos pela Universidade Carnegie Mellon. Ambos são robôs com membros utilizados para explorar vulcõesativos.

1996-1997

NASA envia o Mars Pathfinder com seu rover Sojourner para Marte. O rover explora a superfície, comandado pela Terra. O Sojourner era equipado com um sistema de redução de perigos. Isto permitiu que Sojourner encontrasse autonomamente seu caminho através do solo de Marte.

1999

Sony apresenta o Aibo, um cachorro robótico capaz de vez, andar e interagir com o seu redor.

2001

Início do desenvolvimento dos robôs de enxame. Os robôs de enxame se assemelham a colónias de insetos. Tipicamente eles consistem de um grande número de robôs individuais simples, os quais são capazes de interagir um com o outro e juntos realizarem trabalhos complexos. [7]

2004

Robosapien, um robô biomórfico de brinquedo desenvolvido por Mark Tilden é disponível comercialmente.

No 'Projeto Centibots' 100 robôs autônomos trabalham juntos para mapearem um ambiente desconhecido e buscar objetos contidos neste ambiente [8].

É realizado o primeiro DARPA Grand Challenge, uma competição na qual veículos totalmente autônomos competem em um percurso no deserto.

2005

Na  cidade de Ivrea, Itália, em 2005, com o intuito de interagir em projetos escolares de forma a ter um orçamento menor que outros sistemas de prototipagem disponíveis naquela época. Seu sucesso foi sinalizado com o recebimento de uma menção honrosa na categoria Comunidades Digitais em 2006, pela Prix Ars Electronica,[16] [17] além da marca de mais de 50.000 placas vendidas até outubro de 2008.[18] [19]

2008

Em março a empresa Boston Dynamics mostra a nova geração do BigDog - um robô militar em desenvolvimento.[2]

2012

Raspberry Pi é um computador do tamanho de um cartão de crédito, que se conecta a um monitor de computador ou TV, e usa um teclado e um mouse padrão, desenvolvido no Reino Unido pela Fundação Raspberry Pi. Todo o hardware é integrado numa única placa. O principal objetivo é promover o ensino em Ciência da Computação básica em escolas.[1] [2] [3][4] [5]

Existem muitos marcos que poderiam ser citados, nos detemos a mostrar alguns pontos relevantes de alto desempenho em robótica e ações que tornaram possível, pessoal como e você termos acesso a componentes e plataformas, tais como a popularização  de controladoras de baixo custo, como a Arduino, por exemplo.  Antes que alguns críticos afirmem que produzir com Arduino seja um exercício longe de ser robótica,  lembramos que  o Mars Rover , para quem não conhece, foi um robô desenvolvido pela NASA e lançado  para explorar a superfície do planeta Marte nos dias atuais e o pequeno robô contem dentre seus componentes, uma controladora arduino modelo Mega. Pois bem, este aqui é uma réplica criada por Robben Beatty e suas duas filhas, Camille Beatty e Genevive  Beatty.

Eles criaram o robô utilizando mais de 700 componentes eletrônicos, incluindo o poderoso Arduino Mega e vários motores e servo motores.  Ele também é composto por quatro painéis solares, uma bateria de 7,4 volts e 10000 mAh, modulo de transmissão de radio XBee, sensores infravermelhos, sensores ultrassônicos, entre outros componentes. O robô foi totalmente feito por Robben e suas filhas, e conta, inclusive, com um modelo de suspensão criado pela NASA chamado de rocker-bogie.[xxx].

A seguir algumas outras das milhares de aplicações com arduino [referência]

PlotClock – O Relógio que Escreve

O Robô Escalador de Árvores

 O Robô Cadeira Equilibrista

Algo muito importante de se considerar, é que muito embora as controladoras arduino não sejam circuitos específicos com características de alto desempenho, devido ao seu valor acessível e seu grande espetro de controles, seu uso é determinante para construções rápidas de protótipos e pré-teste para rápidos com um alto custo benefício para qualquer projeto de robótica, fornecendo assim uma ótima metodologia para qualquer desenvolvimento de pesquisa e se a partir de algum ponto, necessitarmos de um maior processamento e ações de alto desempenho mais especificas, podemos recorrer a engenharia para produções de aplicações finais. O foco deste artigo, será a de apresentação de um modelo pedagógico de aprendizado para os primeiros passos em robótica, para este fim, nada mais adequado de que darmos uma olhada nos famosos robores de rodinhas que possui objetivo único de ser capaz de seguir uma linha, a estes, chamamos de seguidores de linhas e sua inspiração principal é desenvolvermos autônomos capazes de se locomoverem semelhantes a carros nas estradas de asfalto.

Seguidor de Linha

 

 

 

 

 

 

 

Ler 781 vezes Última modificação em Terça, 16 Agosto 2016 22:55
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