• Share
  • Email
  • Embed
  • Like
  • Save
  • Private Content
Robótica: Introdução e Aplicações
 

Robótica: Introdução e Aplicações

on

  • 5,522 views

Slides da palestra "Robótica: Introdução e Aplicações", ministrada na Mostra UCL em 04/10/2012. ...

Slides da palestra "Robótica: Introdução e Aplicações", ministrada na Mostra UCL em 04/10/2012.
Conteúdo:
- Robôs Manipuladores;
- Robôs Móveis;
- Aplicações de robôs;
- Competição de robôs.

Statistics

Views

Total Views
5,522
Views on SlideShare
3,757
Embed Views
1,765

Actions

Likes
3
Downloads
171
Comments
0

20 Embeds 1,765

http://nossosrobos.blogspot.com.br 1343
http://www.nossosrobos.blogspot.com.br 293
http://nossosrobos.blogspot.com 52
http://nossosrobos.blogspot.pt 35
http://nossosrobos.blogspot.com.ar 8
http://nossosrobos.blogspot.it 7
http://www.nossosrobos.blogspot.pt 5
http://nossosrobos.blogspot.nl 4
http://nossosrobos.blogspot.fr 3
http://www.nossosrobos.blogspot.com.ar 3
http://nossosrobos.blogspot.de 2
http://nossosrobos.blogspot.mx 2
http://www.nossosrobos.blogspot.co.uk 1
http://nossosrobos.blogspot.co.uk 1
http://nossosrobos.blogspot.com.au 1
http://www.nossosrobos.blogspot.com.au 1
http://nossosrobos.blogspot.no 1
http://www.nossosrobos.blogspot.com 1
http://nossosrobos.blogspot.ie 1
http://nossosrobos.blogspot.in 1
More...

Accessibility

Categories

Upload Details

Uploaded via as Adobe PDF

Usage Rights

© All Rights Reserved

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Processing…
Post Comment
Edit your comment

    Robótica: Introdução e Aplicações Robótica: Introdução e Aplicações Presentation Transcript

    • Robótica: Introdução e AplicaçõesFelipe Nascimento Martins
    • http://nera.sr.ifes.edu.brFelipe Nascimento Martins
    • Contato: Twitter: @f_n_martinshttp://www.facebook.com/felipenm felipe.n.martins@gmail.com Felipe Nascimento Martins
    • Conteúdo da apresentação • O que é um robô? • Robôs Manipuladores e Robôs Móveis; • Fundamentos dos Manipuladores; • Aplicações de Robôs Manipuladores; • Fundamentos da Robótica Móvel; • Aplicações de Robôs Móveis; • O Futuro da Robótica; • Competições de Robôs. Felipe Nascimento Martins
    • O que é Robô? • A palavra robô vem da palavra Tcheca robota, que significa “trabalho forçado”, e foi usada pela primeira vez numa peça teatral de 1920 escrita por Karel Čapek: Rossum´s Universal Robots (R.U.R.). Felipe Nascimento Martins
    • Felipe Nascimento Martins
    • Felipe Nascimento Martins
    • As Três Leis da Robótica 1ª Lei: Um robô não pode ferir um ser humano ou, por omissão, permitir que um ser humano sofra algum mal; 2ª Lei: Um robô deve obedecer as ordens que lhe sejam dadas por seres humanos, exceto nos casos em que tais ordens entrem em conflito com a Primeira Lei; 3ª Lei: Um robô deve proteger sua própria existência desde que tal proteção não entre em conflito com a Primeira ou com a Segunda Lei. Escritas por Isaac Asimov em seu conto “I, Robot”. Felipe Nascimento Martins
    • Felipe Nascimento Martins
    • Felipe Nascimento Martins
    • Afinal, o que é um Robô (de verdade)? • Segundo a RIA (Associação das Indústrias de Robótica), um Robô é um manipulador reprogramável, multifuncional, projetado para movimentar material, ferramentas ou dispositivos especializados através de movimentos programáveis variados para desenvolver uma variedade de tarefas. Felipe Nascimento Martins
    • Outra definição de robô: • Segundo a ISO 8373:1994, que define o vocabulário padrão para robôs industriais, um robô é: • Um manipulador multifuncional, controlado automaticamente, reprogramável, com três ou mais eixos, que pode estar fixo em determinado local ou ser móvel, utilizado em aplicações de automação industrial. Felipe Nascimento Martins
    • Robôs Manipuladores• Em geral, executam movimentação de objetos na indústria de manufatura, pintura e soldagem na indústria automobilística, manuseio de objetos radioativos, etc.• Tarefas repetitivas, de precisão ou perigosas.• Mercado de US$ 5,7 bilhões por ano!* * Dado de 2010. Fonte: http://www.ifr.org/industrial-robots/statistics/ Felipe Nascimento Martins
    • Felipe Nascimento Martins
    • Robôs de Serviços • Realizam serviços de utilidade aos seres humanos ou equipamentos, excluindo-se operações de manufatura. São robôs que auxiliam em tarefas como: • busca e resgate; • assistência doméstica (como aspiradores de pó e cortadores de grama); • entretenimento (futebol de robôs, robôs que se comportam como animais de estimação); e • assistência a pessoas com deficiência (como cadeiras de rodas robóticas e dispositivos de auxílio ao caminhar). Felipe Nascimento Martins
    • Felipe Nascimento Martins
    • Felipe Nascimento Martins
    • Robôs de Serviços Stanford Personal Robotics Program http://personalrobotics.stanford.edu/ Felipe Nascimento Martins
    • Mercado de Robôs • Levando-se em consideração apenas aplicações profissionais (não domésticas), robôs de serviço já formam um mercado de mais de US$3,2 bilhões. • 7% do valor referem-se a unidades para aplicações médicas; • 75% refere-se à área de defesa! Fonte: http://www.ifr.org/service-robots/statistics/ Felipe Nascimento Martins
    • Mercado de Robôs • Considerando aplicações domésticas e pessoais (robôs aspiradores, cortadores de grama, de entretenimento, educacionais e de pesquisa), somente em 2010 foram vendidas 2,2 milhões de unidades. • Mercado de US$ 540 milhões. • Previsão: 2011~2014: venda de 14,4 milhões de unidades apenas para uso pessoal! Fonte: http://www.ifr.org/service-robots/statistics/ Felipe Nascimento Martins
    • Mercado de Robôs • Estudo da União Européia estima que o mercado de robôs será de aprox. 100 bilhões de euros por ano até 2020! • A Europa está preparando projeto de Parceria Público-Privada para 2013, com objetivo de investir na área de robótica para aumentar os empregos; • Hoje a Europa produz um quarto dos robôs industriais e metade dos robôs de serviço do mundo. Fonte:http://europa.eu/rapid/pressReleasesAction.do?reference=IP/12/978&format=HTML&aged= 0&language=PT&guiLanguage=en Felipe Nascimento Martins
    • Mercado de Robôs • Segundo a revista Galileu, existem cerca de 5,5 milhões de unidades de robôs de serviço em funcionamento no mundo, enquanto a quantidade de robôs industriais é de cerca de 1,1 milhão (em 2011). • Mas... Felipe Nascimento Martins
    • Mercado de Robôs • Apenas a empresa Foxconn, maior fabricante terceirizada de eletrônicos do mundo, pretende aumentar o número de robôs em suas fábricas de 10 mil para um milhão até 2014! Felipe Nascimento Martins
    • Mercado de Robôs Felipe Nascimento Martins
    • Mercado de Robôs Felipe Nascimento Martins
    • Mercado de Robôs Felipe Nascimento Martins
    • Mercado de Robôs • Em 2010, pela primeira vez o Japão deixou de ser o maior consumidor de robôs industriais. Em números absolutos, os maiores mercados são: • 1. Coréia do Sul • 2. Japão • 3. EUA • 4. China Felipe Nascimento Martins
    • Mercado de Robôs • Estamos na economia do conhecimento e parece que os únicos trabalhos que vão "sobrar" para humanos, no médio e longo prazos, são aqueles nos quais é preciso exercitar funções essencialmente humanas: pensar, imaginar, perguntar, descobrir, criar, resolver, desenhar, projetar… coisas que robôs ainda vão demorar muito tempo pra começar a fazer. • Silvio Meira Felipe Nascimento Martins
    • Robôs Manipuladores
    • História• O primeiro robô manipulador industrial foi projetado por George Devol em 1954.• Em 1956, Devol e Joseph Engelberger fundaram a Unimation, a primeira empresa de robótica do mundo.• Em 1962 o primeiro robô industrial, o UNIMATE, começa a funcionar numa fábrica da GM nos EUA. Felipe Nascimento Martins
    • História• O primeiro modelo Unimate numa fábrica da GE. Felipe Nascimento Martins
    • História• Em 1969 foi construído o primeiro manipulador com 6 graus de liberdade acionado por motores elétricos: Stanford Arm. Felipe Nascimento Martins
    • História• 1ª geração: Não possuem sensores. Baixo poder de computação;• 2ª geração: Processamento de sensores em malha fechada com razoável poder computacional;• 3ª geração: Sensores mais complexos e poder computacional muito mais elevado. Muitos usam algoritmos de Inteligência Artificial na tomada de decisões. Felipe Nascimento Martins
    • História• ABB: primeira a ter um robô comercial 100% elétrico controlado por microprocessador, em 1973: IRB6.• Foi a primeira a vender 100 mil unidades de robôs industriais, em 2003. Felipe Nascimento Martins
    • Mercado• Alguns fabricantes importantes de robôs manipuladores:• ABB – fusão da sueca Asea com a suíça Brown Boveri;• Adept – EUA;• FANUC – EUA/Japão;• Kawasaki Robotics – Japão;• Kuka – Alemanha;• Stäubli Robotics – Suíça. Felipe Nascimento Martins
    • Aplicação: Indústria Automobilística Felipe Nascimento Martins
    • Exemplos de Manipuladores Felipe Nascimento Martins
    • Exemplos de Manipuladores Felipe Nascimento Martins
    • Exemplos de Manipuladores Felipe Nascimento Martins
    • Exemplos de Manipuladores Felipe Nascimento Martins
    • Exemplos de Manipuladores http://www.engadget.com/2007/01/29/robotic-arm-rides-5-cents/ Felipe Nascimento Martins
    • Graus de Liberdade• Graus de liberdade (Degrees of Freedom – DOF) é o número de variáveis independentes de posição que precisam ser especificadas para se definir inequivocamente a localização de todas as partes de um mecanismo.• Num robô, é o número total de movimentos independentes que ele pode efetuar. Felipe Nascimento Martins
    • Graus de Liberdade• Para se definir precisamente um ponto da garra do robô (ou da ferramenta que ele utiliza) no espaço é preciso um manipulador de 6 DoF: • 3 DoF para definir seu posicionamento; • 3 DoF para definir sua orientação. Felipe Nascimento Martins
    • Graus de Liberdade• Quantos graus de liberdade (DOF) têm o braço humano (sem considerar a mão)? Felipe Nascimento Martins
    • Graus de Liberdade• Quantos graus de liberdade (DOF) têm o braço humano (sem considerar a mão)?• Sete! Três no ombro; Um no cotovelo; e Três no pulso.• O que significa ter mais graus de liberdade que o necessário? Felipe Nascimento Martins
    • Graus de Liberdade• Um robô manipulador com mais de 6 DOF é chamado de robô redundante.• Quanto maior for o número de DoF, mais complexo é o controle (cinemática inversa). Felipe Nascimento Martins
    • Graus de Liberdade• Quantos graus de liberdade (DOF) têm a mão humana? Felipe Nascimento Martins
    • Graus de Liberdade• A mão humana tem 27 DOF!• "The human hand has 27 degrees of freedom: 4 in each finger, 3 for extension and flexion and one for abduction and adduction; the thumb is more complicated and has 5 DOF, leaving 6 DOF for the rotation and translation of the wrist."• (from ElKoura and Singh 2003 Handrix: Animating the Human Hand Eurographics/SIGGRAPH Symposium on Computer Animation). Felipe Nascimento Martins
    • Quantos Graus de Liberdade? Felipe Nascimento Martins
    • Aplicação: Busca e Resgate Biorobotics Lab, Carnegie Mellon University. Felipe Nascimento Martins
    • Estruturas de Robôs Manipuladores• As juntas de um manipulador podem ser: • Prismáticas - P; • Rotativas - R;• Considerando apenas as três primeiras juntas a partir da base do robô (os três primeiros graus de liberdade), várias estruturas podem ser formadas;• Cada estrutura resulta em diferentes características para o robô, influenciando principalmente em seu volume de trabalho. Felipe Nascimento Martins
    • Robô Cartesiano – PPP Seiko Instruments - Série XM3000 Felipe Nascimento Martins
    • Robô Cartesiano – PPP Felipe Nascimento Martins
    • Robô Cilíndrico – RPP Felipe Nascimento Martins
    • Robô Cilíndrico – RPP Felipe Nascimento Martins
    • Robô SCARA – RRP Bosch SR800 SCARA: Selective Compliant Articulated Robot for Assembly Felipe Nascimento Martins
    • Robô SCARA – RRP Volume de trabalho de um robô tipo SCARA. Essencialmente ele é um robô de coordenadas cilíndricas. Felipe Nascimento Martins
    • Esférico (Stanford Arm) – RRP Felipe Nascimento Martins
    • Esférico (Stanford Arm) – RRP Felipe Nascimento Martins
    • Antropomórfico – RRR Felipe Nascimento Martins
    • Antropomórfico – RRR Felipe Nascimento Martins
    • Stäubli/Unimation PUMA (com punho) PUMA: Programmable Universal Manipulator for Assembly Felipe Nascimento Martins
    • Efetuadores – Garras Felipe Nascimento Martins
    • Estrutura Mecânica• Braço mobilidade;• Punho destreza;• Efetuador atuação.• O efetuador pode ser uma garra ou outra ferramenta (por exemplo, para pintar, soldar, colar, cortar etc.). Felipe Nascimento Martins
    • Efetuadores – Exemplo Felipe Nascimento Martins
    • Robôs Móveis
    • Robô Móvel • Muitos dos robôs de serviço são Robôs Móveis. • Mas, o que é um Robô Móvel? • Um robô manipulador não se move? Então, não é “móvel”? Felipe Nascimento Martins
    • Robô Móvel • Um robô móvel pode deslocar-se: • no solo, através de rodas, esteiras, patas, etc.; • no ar, como um helicóptero, avião ou balão; • na água, como um navio ou submarino; • ou no espaço! • É definido como um veículo capaz de movimentação autônoma, equipado com atuadores controlados por um computador embarcado. Felipe Nascimento Martins
    • Robô Móvel • Um robô móvel pode deslocar-se: • no solo, através de rodas, esteiras, patas, etc.; • no ar, como um helicóptero, avião ou balão; • na água, como um navio ou submarino; • ou no espaço! • É definido como um veículo capaz de movimentação autônoma, equipado com atuadores controlados por um computador embarcado. Felipe Nascimento Martins
    • História • O primeiro robô móvel construído e reconhecido na bibliografia é o Shakey, desenvolvido pelo Stanford Research Institute, em 1967.Fonte: http://www.ai.sri.com/shakey/images.php Felipe Nascimento Martins
    • Exemplos de Robôs Móveis
    • Luna –RoboDynamics• A ideia é que seja o primeiro robô pessoal acessível do mundo.
    • Roomba - iRobot• Aspira os locais determinados e retorna à base quando a bateria está no fim;• Sensores infravermelhos evitam queda de escada;• Detecta e permanece mais tempo na região mais suja;• 6 milhões de unidades vendidas em 10 anos (até 2012).
    • Exemplos de Robôs Móveis
    • Exemplos de Robôs Móveis
    • Exemplos de Robôs Móveis
    • Exemplos de Robôs Móveis
    • Exemplos de Robôs Móveis
    • Exemplos de Robôs Móveis
    • Sensores Acelerômetro Acelerômetro Câmera Câmera LASER LASER GPS GPS Ultrassom Ultrassom Encoder Encoder Bússola Bússola
    • Atuadores Motores! Felipe Nascimento Martins
    • Manipulador Móvel • Um robô móvel que possui um manipulador a bordo chama-se Manipulador Móvel; • O conjunto é considerado como um sistema multirrobôs, pois seu controle deve ser coordenado para realização da tarefa designada. Felipe Nascimento Martins
    • O futuro da robótica...
    • ASIMO - Honda
    • Exemplos de Robôs MóveisDesenvolvimento iniciadopela Honda em 1986.
    • Aprendizado de Máquina
    • Veículos Autônomos Tese de doutorado de Pieter Abbeel, Stanford University, 2008.
    • Veículos Autônomos Narração: Prof. Sebastian Thrun, Universidade de Stanford.
    • Veículos Autônomos• Várias empresas e instituições trabalham no desenvolvimento de veículos autônomos;• O projeto mais avançado é da Google: mais de 300.000 milhas em modo autônomo!
    • Veículos Autônomos Projeto de Doutorado do Prof. Rafael Vivacqua – UFES/IFES
    • Veículos Autônomos Projeto de Doutorado do Prof. Rafael Vivacqua – UFES/IFES
    • Cursos Gratuitos On-Line• Cursos on-line gratuitos com professores de Stanford, MIT, Berckeley, Harvard e outras:• Intro to Robotics: http://see.stanford.edu/see/courses.aspx• Introduction to Artificial Intelligence: www.ai-class.org• Machine Learning: www.ml-class.org• Programming a Robotic Car: www.udacity.com• Artificial Intelligence: https://www.edx.org/courses• Circuits and Electronics: https://www.edx.org/courses
    • Competições de Robótica
    • RoboCup • Promove anualmente o maior e mais importante evento sobre robôs autônomos e inteligentes; • Iniciativa internacional para promover educação, pesquisa e desenvolvimento em robótica e IA; • Ideia nasceu no Japão em 1992; • Primeira edição: Nagoya, 1997 - ~40 times; • Edição 2012: Cidade do México. Cerca de 2.500 participantes de aprox. de 40 países, com competições de futebol de robôs, robôs de regaste e robôs de serviço. • Em 2014 será no Brasil, em João Pessoa!
    • Olimpíada Brasileira de Robótica• É uma das olimpíadas científicas brasileiras apoiadas pelo CNPq;• Iniciativa pública, gratuita, sem fins lucrativos;• Visa estimular jovens às carreiras científico- tecnológicas e promover atualizações no processo de ensino-aprendizagem brasileiro;• Ensino fundamental, médio e técnico;• Primeira edição: 2007, com 5.000 participantes;• 2009: mais de 20.000 alunos participaram.
    • LARC/CBR/OBR 2010
    • OBR/LARC 2010Equipes que representaram o ES:• Equipe do CEDTEC obteve o segundo lugar na Categoria Resgate – nível 1 (ensino fundamental);• Equipe do IFES obteve o terceiro lugar Categoria Resgate – nível 2 (ensino médio);• Equipe da UFES ficou em primeiro lugar na categoria IEEE SEK da competição Latino- Americana.
    • OBR/LARC 2011• Equipe do colégio Salesiano obteve o 13º lugar na categoria Resgate A – nível 1;• Equipe do IFES obteve o 7º lugar Categoria Resgate A – nível 2 (ensino médio) e o 1º lugar na categoria Resgate B;• Equipe da UFES ficou em 2º lugar na categoria IEEE SEK da competição brasileira e em 1º na competição Latino-Americana (na Colômbia). É tetracampeã!
    • RoboCup Junior 2011 • Equipe Emerotecos (IFES): 7º lugar na categoria Rescue B!
    • Robô da Emerotecos (IFES) em 2011 Prêmio de Melhor Vídeo na Mostra Nacional de Robótica de 2011
    • RoboCup Junior 2011 • Equipe Hipérion, de São Paulo: primeiro lugar na categoria Rescue A!!
    • RoboCup Junior 2012 • Equipe Emerotecos, do IFES: melhor robô e terceiro lugar no supertimes do Resgate B!
    • Robô da Emerotecos (IFES) em 2012
    • Robô da Emerotecos (IFES) em 2012
    • Robô da Emerotecos (IFES) em 2012
    • Robô da Emerotecos (IFES) em 2012
    • Robô da Emerotecos (IFES) em 2012 Felipe Nascimento Martins
    • RoboCupVisão: “Até 2050, desenvolver um time de robôs humanóides autônomos que possa vencer a seleção humana campeã do mundo”.
    • RoboCup
    • RoboCupVisão: “Até 2050, desenvolver um time de robôs humanóides autônomos que possa vencer a seleção humana campeã do mundo”. Alguém acredita??
    • PETMAN – Boston Dynamics
    • Justin – German Aerospace Center (DLR) Felipe Nascimento Martins
    • Obrigado! Felipe Nascimento Martins Twitter: @f_n_martinshttp://www.facebook.com/felipenm felipe.n.martins@gmail.com Felipe Nascimento Martins
    • Referências BEKEY, G.; YUH, J. The Status of Robotics. Report on the WTEC International Study: Part II. IEEE Robotics and Automation Magazine, v. 15, n. 1, p. 80–86, 2008. CARELLI, R. Notas de aula da disciplina de Robótica Industrial. PPGEE/UFES, 2012. SANTOS, Vítor M. F. Robótica Industrial. Capítulos 1 e 2. Universidade de Aveiro, 2003-2004. SPONG, M.W. HUTCHINSON, S. VIDYASAGAR, M. Robot Dynamics and Control. ed. Wiley, 2005. SECCHI, H. Uma Introdução aos Robôs Móveis. Monografia premiada no concurso da Associação Argentina de Controle Automático – AADECA, 2008. Edição brasileira, 2012.