BOB – O ROBÔ SOCIAL Matheus Coelho Cardoso e Luiz Gustavo Trajano - 3º Ano do Ensino Médio Técnico

Orientador – Diego Câmera Sales Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Amazonas (IFAM – CMDI)

Av. Danilo Areosa, 1672 – Distrito Industrial. 69075-351 – Manaus – AM

Resumo A evolução da tecnologia permitiu o desenvolvimento na área robótica, incluindo projetos de criação de robôs com intuitos de reproduzir os movimentos do ser humano, esses são denominados de robôs humanoides. Com os estudos adquiridos na área tecnológica, foi desenvolvido um robô com objetivo de executar e simular os movimentos humanos, vislumbrando oportunizar a acessibilidade aos que possuem limitações locomotoras assim como aplicar os conhecimentos adquiridos, programando o robô para desenvolver desafios em olimpíadas e competições. Sua estrutura mecânica partiu da confecção das peças feita em modelo de impressão 3D, com a montagem de parafusos e flanges para a ligação dos servos motores entre as peças mecânicas. A importância desse projeto é a utilização do processamento de imagens para a movimentação do robô, que possibilitará a visualização do espaço e de objetos. O seu diferencial é a visão computacional, pois é uma área bastante complexa e desafiante para o projeto e com a sua implementação, vai proporcionar um desafio na inteligência artificial do robô.

Palavras Chaves: Robótica, Mecânica, Computação Visual, Robô Social.

Abstract: The evolution of technology allowed the development on robotic technology, including projects of creating robots with intention to reproduce the movements of human being, this is named of humanoids robots. With these knowledge’s involved in this area, was developed a robot with objective to have own movements and accessible actions to interact to other persons and so also making challenges for the robot. The robot´s mechanical structure is made in parts of 3D impressed with assembly of screws, phalanges to link servo motors and other mechanics parts. The importance this project is the use of image processing for the movement of the robot, with this technology, it will enable the visualization of the local space and the objects. The differential of this project is the visual computing, because it is an area very complex and challenging to the project and with the implementation in this area, this goes to allow a big advance on artificial intelligence of the robot.

Keywords: Robotic, Mechanics, Visual Computer, Social Robot.

1 INTRODUÇÃOO estudo da anatomia e as experiências diárias de reações fisicas do ser humano são muito importantes para o nosso projeto. A anatomia é uma área para a realização dos movimentos do robô e sua locomoção, e as reações fisicas na parte de inteligência artificial. A estrutura tem uma forma de esqueleto e é feita com filamento de PLA(Polylatic acid), em sua área mecânica. O estudo da computação visual ainda está sendo estudado para ter a noção do espaço físico do ambiente, tendo como o intuito de inovar cada vez mais a robótica.

A anatomia do ser humano e a sua inteligência é fundamental de ser estudada, pois é uma área complexa e é um ponto que desperta interesse. Com isso, o projeto deu um impulso com os conhecimentos estudados anteriomente, com objetivo de incluir-los na parte da locomoção para a reprodução movimentos humanos no robô humanoide.

A aplicação da visão computacional é uma outra área importante há ser destacada, pois é uma área de estudo usada para ter uma noção de altura, largura e profundidade, dando uma noção completa de espaço.

2 O TRABALHO PROPOSTOA ideia inicial do projeto foi desenvolvida com base nos conhecimentos já estudados de outros projetos de robô humanóide. Nossa ideia inicial é fazer como primícia a parte mecânica do robô, estudando a anatomia do ser humano em conjunto de partes do mesmo (pé, perna, tronco, braço). O robô tem estrutura de esqueleto e se encontra em desenvolvimento na parte da carenagem, que é um revestimento sob a estrutura.

A parte de processamento de imagens vai se tornar possivel que o robô detecte objetos, pegando-os e também tirando fotos quando desejado. A Raspberry Pi será ultilizada para controlar as articulaçoes do robô e tambem a parte de visão computacional através da da biblioteca OpenCV.

Mostra Nacional de Robótica (MNR) 1

3 MATERIAIS E MÉTODOSO projeto robô humanóide bípede foi focado em duas áreas: a estrutura e a programação. Para se obter a base da estrutura, foi realizado uma pesquisa para obter uma relação proporcional entre o robô e o ser humano. Quanto a programação, foi feita primeiramente em Arduino usando o AtMega2560 e também o Arduino Yún, mas depois de alguns testes, foi optado pelo uso da placa da Raspberry Pi, haja vista o melhor armazenamento e a maior qualidade de vídeo para usar no processamento digital de imagens e detecção de objetos. Já na parte da estrutura, foram ultilizados os materiais construídos no programa AutodeskInventor e impressos em uma impressora 3D. Os teste de programação(como também os de processamentos de imagens) e da estrutura foram feito em dupla , todavia, cada um focado em sua área. O aluno Luiz Gustavo Trajano foi responsavel pela construção mecânica do robô e também pela parte eletrônica. O aluno Matheus Coelho ficou encarregado pela área de programação e visão computacional do projeto. As fontes de pesquisa na área de processamentos de imagens foi em pesquisa na internet, como dissertações e artigos.

4 DISCURSÃO E ANÁLISE DE RESULTADOS

O trabalho é bem complexo e desafiador para nível de ensino médio técnico, devido à limitação de algumas matérias acadêmicas que não tem no curso. Com ajuda de professores, artigos e relatórios, foi possível superar alguns dessas dificuldades. As conclusões obtidas foram tanto na parte de estrutura, quanto na programação e computação visual.

A parte de estrutura do robô, foi feita com peças modeladas em 3D, com uma estrutura rígida e que foi consideravelmente barato, pois a instituição tem impressora 3D e os filamentos que foram usados, praticamente de graça, para o seu desenvolvimento. Após alguns testes, identificou-se a necessidade de aprimoramento de algumas peças que tinha comprimento excessivo e uma pessima estabilidade, como por exemplo, as pernas e os braços que eram muito flexíveis, com isso acabavam comprometendo a estrutura. A solução foi encontrada com a implementação de uma nova parte mecânica entre as duas extremidades das peças.

A programação do robô foi realizado com vários testes, como consequência, houve a necessidade de ter algumas mudanças. Inicialmente foi ultilizada o Arduino Atmega2560 , todavia, devido ao seu processamento de imagem e de dados limitado, que não atendia as necessidades do projeto, foi substituída pelo o Arduino Yún onde foram encontrados os mesmos problemas. A solução achado foi a Raspeberry Pi, por um armazenamento maior e um processamento mais rápido, assim suportando o processamento de imagem que atendeu ao requesitos do projeto.

Figura 1 – Robô Humanoide BOB em teste.

Com o decorrer do desenvolvimento do projeto, houve algumas partes que tiveram pontos a serem ajustados e ou redimensionados. As pesquisas preliminares do projeto foram bastante positivas, e obtemos a confirmação de alguns resultados que foram necessários para atingir a proporção linear do robô. Analisando a parte elétrica do Robô observamos que tinham vários problemas serem reestruturados, tais como na parte de corrente e de alimentação de Shields eletrônicos, a alimentação dos servos motores, e a corrente necessária para o robô, do qual redimensionamos o projeto a uma bateria com maior corrente.

Conforme os estudos e as aplicações das pesquisas desenvolvidas ao longo do projeto, observamos a necessidade de continua e um aprofundamento de conhecimento em robótica, a fim de atender as peculiaridades do projeto e a dinâmica da inovação tecnológica, desta forma destacamos que este projeto torna-se um projeto piloto de novas demandas, que estarão por vir, objetivando atender de fato as necessidades oriundas pela falta de acessibilidade e dificuldades de locomoção humana.

REFERÊNCIAS

http://www.inr.pt/bibliopac/diplomas/dl_341_93.htm.

http://www.saudeemmovimento.com.br/saude/tabelas/tabela_de_referencia_fangulares.htm.

http://underpop.online.fr/b/biomecanica-da-musculacao/musculacao-21.htm.

http://makezine.com/2013/04/15/arduino-uno-vs-beaglebone-vs-raspberry-pi/.

http://www.dlr.de/rmc/rm/en/desktopdefault.aspx/tabid-6838.

Mostra Nacional de Robótica (MNR)