Introdução à Robótica Móvel - Visão Geral (2011/2)

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Introdução à área de Robótica; Robôs Manipuladores Industriais (tipos); Robôs Móveis (tipos); Aplicações de robôs; Tendências na área de robótica (2011). Prof. Fernando Passold, E.E, MsC, Dr.Eng. em Automação de Sistemas na área de robótica industrial (robôs manipuladores) - UFSC/2004.

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Introdução à Robótica Móvel - Visão Geral (2011/2)

  1. 1. fpassold@upf.br Avanços na área de Robótica Industrial & Robótica Móvel Prof.&Dr.&Eng.&Fernando&Passold VI Semana Acadêmica/Curso de Física – UPF (26/10/2011) 1
  2. 2. fpassold@upf.br Prof.&Dr.&Eng.&Fernando&Passold Tendência Atual: • Robôs Manipuladores mais rápidos e leves; • Colônias de Robôs (usando nano- robôs); • Uso com Etiquetas RFID • Uso em Sensoriamento Remoto • Uso de Métodos de Otimização • Inclusão de Algoritmos de Aprendizado • Uso de Processamento de Imagens Avanços na área de Robótica Industrial & Robótica Móvel 2
  3. 3. fpassold@upf.br ALGUMAS&DEFINIÇÕES... Seguem 3
  4. 4. fpassold@upf.br Origem da palavra “robot”: La palabra "robot" viene de la obra de Karel Capek, RUR (Rossum's Universal Robots), escrito en 1920, en la lengua checa y estrenada 1921. En la obra, la palabra se refiere a las formas de vida creadas artificialmente. Robots con nombre en la obra son: Mario, Sila; Radio; Primus y Helena. Los robots de Capek son máquinas biológicas que se ensamblan, en contraposición a crecido o nacido Definições 4 4
  5. 5. fpassold@upf.br A palavra “robot”: La palabra "robot" viene de la obra de Karel Capek, RUR (Rossum's Universal Robots), escrito en 1920, en la lengua checa y estrenada 1921. En la obra, la palabra se refiere a las formas de vida creadas artificialmente. Robots con nombre en la obra son: Mario, Sila; Radio; Primus y Helena. Los robots de Capek son máquinas biológicas que se ensamblan, en contraposición a crecido o nacido Definições 5 1954:&Programmed&ArBcle&Transfer &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&George&Charles&Devol,&Jr.&foi&o&inventor &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&do&primeiro&robô&industrial,&chamado &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&Unimate&(Universal&AutomaBon&).&Ele& fundou&a&primeira&fábrica&de&robôs:&UnimaBon&robot.& Era&uu&robô&de&manipulação&de&materiais&e&logo&foi& seguido&pelos&robôs&de&solda&e&outras&aplicações.& 5
  6. 6. fpassold@upf.br Tipos&de&Robôs: • Manipulador& • Móvel&manipulado&(ou&teleguiado) • Móvel&autônomo 6
  7. 7. fpassold@upf.br 1978: PUMA (Programmable Universal Machine for Assembly) Em 1975, A Unimation mostrou seus primeiros resultados. Em 1978, o robô PUMA (Programmable Universal Machine para la Asamblea General) foi desenvolvido pela Unimation de Vicarm (Víctor Scheinman) com apoio da General Motors. Robôs- Manipuladores - Primeiros - Passos 7 7
  8. 8. fpassold@upf.br Principal “cliente”: Indústria Automotiva 8 Robôs Manipuladores (Industriais): 8
  9. 9. fpassold@upf.br TIPOS DE ROBÔS MANIPULADORES 9 9
  10. 10. fpassold@upf.br TIPOS DE ROBÔS MANIPULADORES 9 9
  11. 11. fpassold@upf.br TIPOS DE ROBÔS MANIPULADORES 9 9
  12. 12. fpassold@upf.br TIPOS DE ROBÔS MANIPULADORES: TENDÊNCIAS 10 Parallel&kinemaBc&machine: Acelerações&até&10G! KUKA&light&weight&robot&arm:&7&d.o.f.& relação&peso&x&capacidade&de&carga:&1:1 (antes,&`pico:&4:1,&3:1) 10
  13. 13. fpassold@upf.br • => 92% Controle de Posição Montagem chasis de carros; Soldas; Pintura; Cortes; Paletização. Robôs&Manipuladores • 90% Industria automotora. 11 92% 8% Posição Força 11
  14. 14. fpassold@upf.br Robôs&Manipuladores 90%&Controle&de&Posição. 8%&Equipados&com&sensor&de&força. 8% 92% Força Posição 12
  15. 15. fpassold@upf.br Robô&Manipulador • Tendência atual: – Robôs flexíveis; – rápidos; – leves; – programado por demonstração (capacidade de aprendizado – requer sensor de força). – alguns com sensor de força (bastante caro $$$) 13 Testes realizados durante tese doutorado —> Controle de Força no eixo Z (robô compensando para 200 gr de pressão / 200 N): “Controle Neural de Posição e Força em Manipuladores Robóticos”, Fernando Passold, Dr.Eng. Thessis, DAS/UFSC (2004). Video: http:// usuarios.upf.br/~fpassold/SCARA/index.html 13
  16. 16. fpassold@upf.br Controle&de&Força (Recente,&industrialmente&>&2007) Robôs-Manipuladores 15 Polimento de molde de garrafa PET Robô cujo efetuador final é uma ferramenta abrasiva no formato de bola 15
  17. 17. fpassold@upf.br Controle&de&Força (Recente,&industrialmente&>&2007) Robôs-Manipuladores 15 Polimento de molde de garrafa PET Robô cujo efetuador final é uma ferramenta abrasiva no formato de bola 15
  18. 18. fpassold@upf.br Controle&de&Força (Recente,&industrialmente&>&2007) Robôs-Manipuladores 16 Polimento de molde de garrafa PET Robô cujo efetuador final é uma ferramenta abrasiva no formato de bola Diagrama em blocos do sistema de controle de posição/força. 16
  19. 19. fpassold@upf.br Controle&de&Força (Recente,&industrialmente&>&2007) Robôs-Manipuladores 18 Resultado do Polimento de molde de garrafa PET Robô cujo efetuador final é uma ferramenta abrasiva no formato de bola CAD/CAM-based position/force controller for a mold polishing robot, Fusaomi Nagata a,*, Tetsuo Hase b, Zenku Haga b, Masaaki Omoto b, Keigo Watanabe c, Mechatronics 17 (2007) 207–216. 18
  20. 20. fpassold@upf.br Controle&de&Força (Recente,&industrialmente&>&2007) Robôs-Manipuladores 18 Resultado do Polimento de molde de garrafa PET Robô cujo efetuador final é uma ferramenta abrasiva no formato de bola Respostas do sistema. CAD/CAM-based position/force controller for a mold polishing robot, Fusaomi Nagata a,*, Tetsuo Hase b, Zenku Haga b, Masaaki Omoto b, Keigo Watanabe c, Mechatronics 17 (2007) 207–216. 18
  21. 21. fpassold@upf.br Robô&Manipulador • Tendência atual: – Robôs flexíveis; – Cadeia Cinemática Paralela; – Rápidos; – Leves; – Programado por demonstração (capacidade de aprendizado – requer sensor de força). – Alguns com sensor de força (bastante caro $$$) 19 Outros&videos: YouTube:&The&easy&way&of&programming&ABB&robots&(.mp4) This&video&shows&a&lead&through&programming&and&automaBc&path&learning&method&based&on&the&Force&Control&Technology&(hkp://www.youtube.com/watch? v=acJ3WDnoDCM) 19
  22. 22. fpassold@upf.br Robô- Manipulador Tendências atuais: Uso do sensor de força: Tarefas de polimento; Desbaste; Inserção de peças 20 ATI Industrial Automation's Six-Axis Force/Torque Sensors are utilized in ABB's RobotWare Assembly FC. RW Assembly FC adds sensor feedback to the robot's positioning and allows the robot to search for the correct assembly position. Forces and torques are measured by the sensor at the wrist of the robot giving it a tactile sense of touch. ATI's Sensors and ABB's system makes it possible to automate tasks which earlier required skilled personnel or complex assembly machines. Visit www.ati- ia.com for more information. YouTube: http://www.youtube.com/watch?v=4Ro6rQbePqE (07/04/2009) 20
  23. 23. fpassold@upf.br Robô- Manipulador Tendências Atuais: Uso na Industria de Alimentos 21 ABB Robots installed by RG Luma are helping specialist food company Honeytop to speed up its pancake production and improve health, safety & hygiene. William Eid a director of Honeytop comments "This is our first investment in robotics technology and we have not experienced a single issue since the installation 6 months ago" YouTube: http://www.youtube.com/watch? v=wg8YYuLLoM0&NR=1 (23/09/2009) 21
  24. 24. fpassold@upf.br Robô- Manipulador Tendências Atuais: Uso na Industria de Alimentos 22 Video Courtesy of Adept technology and via RobotBuzz – This robot has broken the 300 cycle per minute barrier for a Pick and Place robot. YouTube: http://www.youtube.com/watch?v=u6KW8fIBjr8 (03/11/2009) 22
  25. 25. fpassold@upf.br Tendências&Atuais: Tarefas&CooperaBvas&(entre&robôs) Robô Manipulador ABB&Robot&q&CinterMex&2005 YouTube:&hkp://www.youtube.com/watch?v=R7jNOYjCDTY&(26/06/2006) 23 23
  26. 26. fpassold@upf.br Robó8ca-Industrial:-Tendências PickqandqPlace&+&visão&computacional 24 Até aqui enm 28/03/14, sexta- feir. 24
  27. 27. fpassold@upf.br Robôs&Móveis&Teleqoperados 25
  28. 28. fpassold@upf.br Robôs&Móveis&Autônomos Características: • Mobilidade; • Autonomia; • Certa “inteligência”; • Braço manipulador (“garra”)? 26
  29. 29. fpassold@upf.br AGVs:& Automated&Guided&Vehicles Robôs-Móveis-na-Industria 27 Combinação&braço& manipulador&+&plataforma& móvel. Mescla&navegação&autônoma&+& carga/descarga&manual 27
  30. 30. fpassold@upf.br Tipos/Aplicações&Robôs&Móveis: • Aquáticos; • Aéreos; • Exploração Espacial; • Uso em Agricultura e Eng. Florestal; • Uso em Construção Civil; • Uso em ambientes perigosos; • Em mineração • Para busca e resgate; • Veículos inteligentes; • En Medicina – integração em procedimentos cirúrgicos; • Em reabilitação e saúde; • Domésticos (entretenimento) • Fins Educativos. 28 28
  31. 31. fpassold@upf.br Haga&clic&para&modificar&el&esBlo&de&texto&del& patrón Robôs-Móveis-Aquá8cos 29 29
  32. 32. fpassold@upf.br ... Robôs-Móveis-Aéreos: UAVs 30 30
  33. 33. fpassold@upf.br . Robôs-(Móveis): Exploração-Espacial 31 31
  34. 34. fpassold@upf.br . Robôs-(Móveis): Exploração-Espacial 32 32
  35. 35. fpassold@upf.br . Robôs-(Móveis): Exploração-Espacial 32 32
  36. 36. fpassold@upf.br . Robôs-(Móveis):- Uso-em-Eng.-Florestal 33 33
  37. 37. fpassold@upf.br Robôs-(Móveis): Construção-Civil 34 34
  38. 38. fpassold@upf.br Robôs-(Móveis): em-Mineração 35 35
  39. 39. fpassold@upf.br . Robôs: Área-de-Reabilitação- (fisioterapia) 36 36
  40. 40. fpassold@upf.br Robôs: Área-de-Reabilitação- (fisioterapia) 37 37
  41. 41. fpassold@upf.br Aspirador&de&pór: Samsung&no&es&nueva&en&esto&de&crear& aspiradoras&raritas,&pero&el&úlBmo&diseño&de& la&compañía&espera&plantar&cara&a&nuestra& adorada&Roomba,&auténBco&peso&pesado&en& el&segmento&de&los&chupópteros& automaBzados.&La&Hauzen&VCqRE70V&equipa& en&su&atracBvo&chasis&exterior&una&cámara& con&la&que&puede&ver&lo&que&Bene&a&su& alrededor,&y&(aquí&viene&lo&bueno)&mapear& habitaciones&enteras&para&memorizar&su& propio&mapa&de&tu&apartamento.&Al&igual&que& la&Automower&(¿Benes&ya&la&tuya?)&este& cacharro&también&sabe&correr&directamente& a&su&base&cuando&toca&recargar&las&baterías,& por&lo&que&nunca&tendrás&que&preocuparte& de&comprar&pilas.&Una&excusa&menos&para& sacar&la&escoba&antes&de&que&venga&la&suegra.& Robôs “Domés8cos” 38 38
  42. 42. fpassold@upf.br Aspirador&de&pór: Samsung&no&es&nueva&en&esto&de&crear& aspiradoras&raritas,&pero&el&úlBmo&diseño&de& la&compañía&espera&plantar&cara&a&nuestra& adorada&Roomba,&auténBco&peso&pesado&en& el&segmento&de&los&chupópteros& automaBzados.&La&Hauzen&VCqRE70V&equipa& en&su&atracBvo&chasis&exterior&una&cámara& con&la&que&puede&ver&lo&que&Bene&a&su& alrededor,&y&(aquí&viene&lo&bueno)&mapear& habitaciones&enteras&para&memorizar&su& propio&mapa&de&tu&apartamento.&Al&igual&que& la&Automower&(¿Benes&ya&la&tuya?)&este& cacharro&también&sabe&correr&directamente& a&su&base&cuando&toca&recargar&las&baterías,& por&lo&que&nunca&tendrás&que&preocuparte& de&comprar&pilas.&Una&excusa&menos&para& sacar&la&escoba&antes&de&que&venga&la&suegra.& Robôs “Domés8cos” 39 39
  43. 43. fpassold@upf.br Robôs Modulares e auto-reconfiguráveis. Robôs-Móveis: Outras-Tendências: 40 40
  44. 44. fpassold@upf.br Robôs Modulares e auto-reconfiguráveis. Robôs-Móveis: Outras-Tendências: 41 41
  45. 45. fpassold@upf.br > Estudo de algoritmos de Localização e Mapeamento Simultâneo (indoor, outdoor). > Aprendizado de Máquina. > Colônia de Robôs (comportamento cooperativo, sinergia entre agentes inteligentes: stigmetry). Robôs-Móveis Área-Acadêmica 42 42
  46. 46. fpassold@upf.br > Estudo de algoritmos de Localização e Mapeamento Simultâneo (indoor, outdoor). > Aprendizado de Máquina. > Colônia de Robôs (comportamento cooperativo, sinergia entre agentes inteligentes: stigmetry). Robôs-Móveis Área-Acadêmica 44 44
  47. 47. fpassold@upf.br Colônia&de&Robôs • Grupo&de&“agentes”&(no&caso,&robôs& móveis&que&podem&ser&todos& homogêneos&–&“swarm”&ou& heterogêneos)&que&trabalham&de&forma& colaboraBva&e&cooperaBva&resultando& num&comportamento&próprio&de&um& grupo&(ou&comunidade),&similar&ao&que& ocorre&em&comunidades&de&insetos& como&as&formigas. • Podem&ser&implementados&usando& abordagem&de&MulBqagentes1&(daí&a& referencia&anterior&a&agentes). 1- Novo&paradigma&da&área&de&Inteligência& ArBficial. 45
  48. 48. fpassold@upf.br Colônia&de&Robôs • Grupo&de&“agentes”&(no&caso,&robôs& móveis&que&podem&ser&todos& homogêneos&–&“swarm”&ou& heterogêneos)&que&trabalham&de&forma& colaboraBva&e&cooperaBva&resultando& num&comportamento&próprio&de&um& grupo&(ou&comunidade),&similar&ao&que& ocorre&em&comunidades&de&insetos& como&as&formigas. • Podem&ser&implementados&usando& abordagem&de&MulBqagentes1&(daí&a& referencia&anterior&a&agentes). 1- Novo&paradigma&da&área&de&Inteligência& ArBficial. 46
  49. 49. fpassold@upf.br MulBqagentes •&Paradigma&recente&da&área&de&IA; •&Visa&introduzir&robustez&ao&sistema. Extraído&de:&Modeling&the&Ambient&Intelligence&ApplicaBon System:&Concept,&SoÄware,&Data,&and&Network&Chen&Rui,&Hou&Yiq bin,&Member,&IEEE,&Huang&Zhangqqin,&Member,&IEEE;&IEEE& TRANSACTIONS&ON&SYSTEMS,&MAN,&AND&CYBERNETICS—PART&C:& APPLICATIONS&AND&REVIEWS,&VOL.&39,&NO.&3,&MAY&2009&&and&He& Jian & 47
  50. 50. fpassold@upf.br Inteligência&ArBficial&|&Aprendizado 48
  51. 51. fpassold@upf.br Possíveis&Aplicações • Controle-Automa8zado-de-estoque: Usando-tags-RFID-+-robôs-móveis*&! – Localizar&mercadorias, – Definir&posicionamento&das&mercadorias& (função&da&sazonalidade,&espaço&manobras,& período&de&tempo&até&liberação&–&problema&de& oBmização). • Ex:&Supermercado&(mais&restrições:&controle&de&prazos& de&validade,&questões&de&markeBng). Ex:&Porto&Seco:&agilizar&despacho&mercadorias. – Levar&em&conta&idiossincrasias&dos& operadores?&(sistema&com&capacidade&de& aprendizado). – *Pode&ser&um&(ou&mais)&ponte(s)&rolante(s)& automaBzada&(robô&de&Gantry). 49
  52. 52. fpassold@upf.br Possíveis&Aplicações • Robôs&para&Coleta&Remota& de&amostras&biológicas&e& geológicas • Controle&ecológico,& exploração&de&minerais. • 1&único&ou&uma&colméia. Robô tuna (MIT) 50
  53. 53. fpassold@upf.br Possíveis&Aplicações • Robôs&para&Verificações& (Manutenção&PrevenBva)& • Verificar&estado&de&pás&de& grandes&turbinas,&de&oleodutos,&... • Realizar&inspeção&de&linhas&de& transmissão&aéreas,&de&túneis& aquáBcos&(hidroelétricas),&... • Esperado&incremento&brutal&com& chegada&dos&nanoqrobôs): 51
  54. 54. fpassold@upf.br Possíveis&Aplicações • Robôs&automaBzação&de&portos&maríBmos&(ou&mesmo& secos).&Inclui&empilhadeiras,&guindastres&e&mesmo& caminhões. Austrália:&Porto&de&Brisbane. hkp://www.patrick.com.au/IRM/Content/technology/autostrad.html. 52
  55. 55. fpassold@upf.br Possíveis&Aplicações • Robôs&automaBzação&de&portos&maríBmos&(ou&mesmo& secos).&Inclui&empilhadeiras,&guindastres&e&mesmo& caminhões. Austrália:&Porto&de&Brisbane. hkp://www.patrick.com.au/IRM/Content/technology/autostrad.html. & •&18&autonomous& straddle(carriers; •&Contêineres&de&até&65&TONS; •&Até&30&Km/h&+&120&TONS; •&30&contêineres/hora. •&Sem&incidentes&(2005&–&2007) 52
  56. 56. fpassold@upf.br Robôs-(Móveis): em-Automação-Portuária 53 Porto&de&Brisbane,&Austrália Desde&2005.& 18&Guindastres&automaBzados; 120&ton&@&30&km/h; 30&conteiners/hora. 53
  57. 57. fpassold@upf.br Possíveis&Aplicações • Robôs&uso&na&Agricultura: • Agricultura&de&precisão,& controle&de&pragas,& pulverização&e&colheitas& automaBzadas,&etc. 54
  58. 58. fpassold@upf.br Possíveis&Aplicações • Sensoriamento&Remoto: • Coleta&(remota)&de&dados& atmosféricos&(prevenção&de& alagamentos); • Coleta&(remota)&de&condições& tráfego&(contador&de&carros,& detecção&incidentes&–&possível& uso&de&câmeras&+&sensores& induBvos); • Supervisão&de&cabeças&de&gado& no&campo&(usando&eBquetas& RFqID,&WiqMax) 55
  59. 59. fpassold@upf.br Detecção de faixas na pista (mantêm condução ou alerta para saída de faixa - motorista sonolento!?). Detecção de veículos na contramão (perigo). Leitura (reconhecimento), interpretação e alertas automáticos (“inteligentes”) relacionados com sinalização da estrada. Detecção de aproximação muita rápida contra carro seguinte. Veículos-“inteligentes” 56 56
  60. 60. fpassold@upf.br Detecção de faixas na pista (mantêm condução ou alerta para saída de faixa - motorista sonolento!?). Detecção de veículos na contramão (perigo). Leitura (reconhecimento), interpretação e alertas automáticos (“inteligentes”) relacionados com sinalização da estrada. Detecção de aproximação muita rápida contra carro seguinte. Veículos-“inteligentes” 57 57
  61. 61. fpassold@upf.br OBRIGADO Fim 59 59
  62. 62. fpassold@upf.br • Palavras-chave:( – Inteligência(Computacional;(Redes(Neurais(Ar=ficiais;( Robôs(Manipuladores;(Controle(de(posição;(Controle(de( força. • Áreas(de(Aplicação:( – Engenharia(Elétrica(:(Eletrônica(Industrial,(Sistemas(e( Controles(Eletrônicos,(Controle(de(Processos(Eletrônicos,( Retroalimentação.( – Engenharia(Mecânica:(Processos(de(Fabricação,( Robo=zação.(Indústria(Metal-Mecânica;(de(Controle(de( Qualidade(e(Produ=vidade;(Fabricação(de(Equipamentos( de(Instrumentação(Médico-Hospitalares,(Instrumentos(de( Precisão(e(Óp=cos,(Equipamentos(Para(Automação( Industrial,(( Doutorado:& Controle&Neural&de&Posição&e&Força&em&Manipuladores& RobóBcos&(2004). 62
  63. 63. fpassold@upf.br Redes&Neurais&ArBficiais: • Aplicações: – Reconhecimento(de(padrões( (caracteres,(etc), – Capacidade(de(Aprendizado( (supervisionado(ou(não). – Algoritmos(de(treinamento(off- line((sistemas(de( reconhecimento(e(diagnós=co)( ou(on-line((área(de(controle) 63
  64. 64. fpassold@upf.br Doutorado:& Controle&Neural&de&Posição&e&Força&em&Manipuladores& RobóBcos&(2004). • Palavras-chave:(Inteligência(Computacional;(Redes( Neurais(Ar=ficiais;(Robôs(Manipuladores;(Controle( de(posição;(Controle(de(força. • Áreas(de(Aplicação:( – Engenharias(/(Área:(Engenharia(Elétrica(/(Subárea:( Eletrônica(Industrial,(Sistemas(e(Controles( Eletrônicos(/(Especialidade:(Controle(de(Processos( Eletrônicos,(Retroalimentação.( – Engenharias(/(Área:(Engenharia(Mecânica(/(Subárea:( Processos(de(Fabricação(/( Especialidade:Robo=zação.(Setores(de(a=vidade:( Indústria(Metal-Mecânica;(Qualidade(e( Produ=vidade;(Fabricação(de(Equipamentos(de( Instrumentação(Médico-Hospitalares,(Instrumentos( de(Precisão(e(Óp=cos,(Equipamentos(Para( Automação(Industrial,(( 64
  65. 65. fpassold@upf.br Doutorado:& Controle&Neural&de&Posição&e&Força&em&Manipuladores& RobóBcos&(2004). • Palavras-chave:(Inteligência(Computacional;(Redes( Neurais(Ar=ficiais;(Robôs(Manipuladores;(Controle( de(posição;(Controle(de(força. • Áreas(de(Aplicação:( – Engenharias(/(Área:(Engenharia(Elétrica(/(Subárea:( Eletrônica(Industrial,(Sistemas(e(Controles( Eletrônicos(/(Especialidade:(Controle(de(Processos( Eletrônicos,(Retroalimentação.( – Engenharias(/(Área:(Engenharia(Mecânica(/(Subárea:( Processos(de(Fabricação(/( Especialidade:Robo=zação.(Setores(de(a=vidade:( Indústria(Metal-Mecânica;(Qualidade(e( Produ=vidade;(Fabricação(de(Equipamentos(de( Instrumentação(Médico-Hospitalares,(Instrumentos( de(Precisão(e(Óp=cos,(Equipamentos(Para( Automação(Industrial,(( Papel&da&RN: Compensação&dinâmica& onqline: Baixo&ruído: Aumento&da& precisão. 64
  66. 66. fpassold@upf.br Doutorado:& Controle&Neural&de&Posição&e&Força&em&Manipuladores& RobóBcos&(2004). Fig.:&Feedforward&ErrorqLearning&Controller 65
  67. 67. fpassold@upf.br Doutorado:& Controle&Neural&de&Posição&e&Força&em&Manipuladores& RobóBcos&(2004). Fig.:&Feedforward&ErrorqLearning&Controller 65
  68. 68. fpassold@upf.br Doutorado:& Controle&Neural&de&Posição&e&Força&em&Manipuladores& RobóBcos&(2004). • Palavras-chave:(Inteligência(Computacional;(Redes( Neurais(Ar=ficiais;(Robôs(Manipuladores;(Controle( de(posição;(Controle(de(força. • Áreas(de(Aplicação:( – Engenharias(/(Área:(Engenharia(Elétrica(/(Subárea:( Eletrônica(Industrial,(Sistemas(e(Controles( Eletrônicos(/(Especialidade:(Controle(de(Processos( Eletrônicos,(Retroalimentação.( – Engenharias(/(Área:(Engenharia(Mecânica(/(Subárea:( Processos(de(Fabricação(/( Especialidade:Robo=zação.(Setores(de(a=vidade:( Indústria(Metal-Mecânica;(Qualidade(e( Produ=vidade;(Fabricação(de(Equipamentos(de( Instrumentação(Médico-Hospitalares,(Instrumentos( de(Precisão(e(Óp=cos,(Equipamentos(Para( Automação(Industrial,(( Fig.:&Relação&Custo&x&Beneácio. 66
  69. 69. fpassold@upf.br Disciplinas&Ministradas&–&UPF&(Eng.&Elétrica) • Introdução&à&Engenharia&Elétrica:&introduzi&em&2006&o&uso&de& kits&LEGO&hkp://usuarios.upf.br/~fpassold/LEGO/) • Circuitos&Digitais&(I&e&II):&Eletrônica&Digital,&em&(II)&é&exigido& um&Projeto&Final&da&Disciplina&que&corresponde&a&30%&da& média&semestral. • Laboratórios&de&Circuitos&Digitais&(I&e&II):&experimentos& práBcos&de&Circuitos&Digitais&I&e&II&(pasBlhas&TTL); • InformáBca&Aplicada&Para&Engenharia&Elétrica&(I&e&II):& linguagem&ANSIqC • Laboratório&de&Controle&AutomáBco&II&(linha&de& Mecatrônica):&experimentos&práBcos&relacionados&com& algoritmos&de&controle&por&computador;&PID&,&experiências& praBcas&com&processo&de&"Bolaq&qTubo”& • Programação&Mecatrônica:&uso&de&MATLAB&para&introduzir& lógica&de&programação&(anBgo&curso&seqüencial&de& Mecatrônica&da&UPF) • Orientação&de&Projetos&De&Graduação&(TCCs:&Trabalhos&de& Conclusão&de&Curso).& 69
  70. 70. fpassold@upf.br Disciplinas&Lecionadas • Circuitos&Digitais&(I&e&II,&UPF,& PUCV) • Controle&AutomáBco&(PUCV) • Lab.&Controle&AutomáBco&II& (“Digital”)&(UPF) • Linguagens&de&Programação& (Pascal,&C,&MATLAB) • RobóBca&Móvel& 71
  71. 71. fpassold@upf.br • Circuitos&Digitais&(I&e&II,&UPF,& PUCV) • Controle&AutomáBco&(PUCV) • Lab.&Controle&AutomáBco&II& (“Digital”)&(UPF) • Linguagens&de&Programação& (Pascal,&C,&MATLAB) • RobóBca&Móvel& Disciplinas&Lecionadas 72
  72. 72. fpassold@upf.br • Circuitos&Digitais&(I&e&II,&UPF,& PUCV) • Controle&AutomáBco&(PUCV) • Lab.&Controle&AutomáBco&II& (“Digital”)&(UPF) • Linguagens&de&Programação& (Pascal,&C,&MATLAB) • RobóBca&Móvel& Disciplinas&Lecionadas 73
  73. 73. fpassold@upf.br Orientação&de&TCCs&–&UPF&(Eng.&Elétrica) • Orientação&de&Projetos&De&Graduação&(TCCs:&Trabalhos&de& Conclusão&de&Curso): – Processo-da-Bola-&-Tubo-(kit&autônomo,&firmware&atualizável,& comunicação&e&bypass&via&porta&serial&PC); – Controle-de-robô-bípede-usando-MATLAB/Simulink-(11&d.o.f..,& controle&via&MATLAB&+&porta&paralela&PC); – Sistema-microprocessado-carregador/ciclador-de-baterias- especiais-(capaz&de&recarregar&5&diferentes&Bpos&de&bateria:& NiCd,-NiMH,-SLA,-LiaIon-e-LiaPo-e&determinar&vida&úBl&real&da& bateria); – Computador-de-Bordo-Automo8vo-(DSPic&18F6585&+& barramento-CAN-+&interface&gráfica&LCD&de&128&x&64&pixels) – Controlador-Automá8co-para-Barras-de-Pulverização-Agrícola- (sobe/baixa&barra,&controle&manual/auto,&ajuste&da&altura). Obs.:&TCCs&duram&1&semestre&na&UPF 79
  74. 74. fpassold@upf.br Disciplinas&Ministradas&–&PUCV&(Eng.&Eletrônica) • Sistemas-Digitais:-Eletrônica-Digital- Combinacional&e&Seqüencial&num&único& semestre; • Robó8ca-Industrial:&2&encontros&semanais&+&1& taller&práBco&quase&semanal&usando&5&kits& Lego&NXT.&1ª&Parte:&Robôs&Manipuladores,&2ª& Parte:&Robôs&Móveis.&(optaBva). • Controle-Automá8co:&conceitos&básicos&da& área&de&controle&“analógico”&tradicional,&farto& uso&de&MATLAB.&Provas&no&Lab.&De&Info.& Usando&MATLAB&(inovador). • Orientação-de-Projetos-de-Conclusão-de- Curso-(TCCs). 80
  75. 75. fpassold@upf.br TCCs/PUCV&(Eng.&Civil&Eletrônica,&6&anos) • Projeto&e&Desenvolvimento&de&um&sistema&embarcado&de& visão&arBficial&para&contagem&e&discriminação&de&objetos&em& movimento&(Diseño(Y(Desarrollo(De(Un(Sistema(Embebido(De( Visión(Ar=ficial(Para(La(Cuenta(Y(Discriminación(De(Objetos( En(Movimiento):&contagem&de&salmões&numa&correia& transportadora&em&movimento.&Uso&de&sensor&de&imagem& CCD.&Baixo&custo&(componentes:&Chile:&US$&&390,00).& Envolveu&convenio&com&empresa&empreendedora. • SLAM&Aplicado&(a&RobóBca&Móvel):&estudo&de&algoritmos& para&Localização&e&Mapeado&Simultâneos&(uso&em&robóBca& móvel,&filtros&de&par`culas). • Desenvolvimento&de&uma&Plataforma&móvel&para&fins& acadêmicos&(Desarrollo(de(una(Plataforma(Robó=ca(Móvil( para(fines(académicos).&Conta&com&cinturão&de&sensores&de& distancia&(infravermelho&e&ultrassom),&servomotores&de& velocidade,&placa&Arduino&ATMega128,&netbook&com&HD&de& estado&sólido&executando&MicrosoÄ&RoboBcs&Studio& (simulador&de&robôs&da&MicrosoÄ).&Custo&material,&Chile:&US$&& 1,725.00 82
  76. 76. fpassold@upf.br TCCs/PUCV&(Eng.&Civil&Eletrônica,&6&anos) • Projeto&e&Desenvolvimento&de&um&sistema&embarcado&de& visão&arBficial&para&contagem&e&discriminação&de&objetos&em& movimento&(Diseño(Y(Desarrollo(De(Un(Sistema(Embebido(De( Visión(Ar=ficial(Para(La(Cuenta(Y(Discriminación(De(Objetos( En(Movimiento):&contagem&de&salmões&numa&correia& transportadora&em&movimento.&Uso&de&sensor&de&imagem& CCD.&Baixo&custo&(componentes:&Chile:&US$&&390,00).& Envolveu&convenio&com&empresa&empreendedora. • SLAM&Aplicado&(a&RobóBca&Móvel):&estudo&de&algoritmos& para&Localização&e&Mapeado&Simultâneos&(uso&em&robóBca& móvel,&filtros&de&par`culas). • Desenvolvimento&de&uma&Plataforma&móvel&para&fins& acadêmicos&(Desarrollo(de(una(Plataforma(Robó=ca(Móvil( para(fines(académicos).&Conta&com&cinturão&de&sensores&de& distancia&(infravermelho&e&ultrassom),&servomotores&de& velocidade,&placa&Arduino&ATMega128,&netbook&com&HD&de& estado&sólido&executando&MicrosoÄ&RoboBcs&Studio& (simulador&de&robôs&da&MicrosoÄ).&Custo&material,&Chile:&US$&& 1,725.00 83
  77. 77. fpassold@upf.br ABvidades&Docentes:&Organização&de&CompeBções • Fes8val-das-Baratas,& UPF,&em&2004&(hkp:// usuarios.upf.br/ ~fpassold/baratas/); 84
  78. 78. fpassold@upf.br ABvidades&Docentes:&Organização&de&CompeBções • Desafio-LEGoaSUMo- UPF'2006-(hkp:// usuarios.upf.br/~fpassold/ lego&sumo/); 85
  79. 79. fpassold@upf.br ABvidades&Docentes:&Grupo&RobóBca&Móvel • Orientação&do&Grupo&interno&de& RobóBca&Móvel&(2004&~&2007): –1º&Lugar&RobôqSumo&da&UFRGS& em&2005&(3&Kg); 86
  80. 80. fpassold@upf.br ABvidades&Docentes:&Grupo&RobóBca& Móvel • Orientação&do&Grupo& interno&de&RobóBca&Móvel& (2004&~&2007): –2º&lugar&RobôqSumo&II&da& UFRGS&em&2006; •&2&x&dsPIC30f6014&(18F30) •&Sensor&CCD&(imagem) •&Bateria&LiqPo “Scanner&laser” 87
  81. 81. fpassold@upf.br •&2&x&dsPIC30f6014&(18F30) •&Sensor&CCD&(imagem) •&Bateria&LiqPo “Scanner&laser” • Orientação&do& Grupo&interno& de&RobóBca& Móvel& (2004&~&2007): – 1º&lugar&Robôq Sumo&III&da& UFRGS&em& 2007. Muito energético para aguentar a “parada” 88
  82. 82. fpassold@upf.br Fim 89

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