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Desenvolvimento de uma plataforma universal e de módulos específicos para aplicações em robôs móveis

Resumo

Dentre as áreas de Robótica, os robôs móveis de pequeno porte são os que possuem mercados em franca expansão. Segundo previsões do World Robotic Report 2005, da lnternational Federation of Robotics (IFR), o mercado nos próximos anos terá crescimento de cerca de 21,31% a.a., ocupando o primeiro lugar em número de equipamentos dentro do total de robôs de serviços (cerca de 21,45%). As plataformas móveis mais sofisticadas possuem dispositivos como sensores de infra-vermelho e a laser, e visão computacional. Diante desse contexto, surgiu o projeto proposto, cujo objetivo é desenvolver uma plataforma universal para um robô móvel que possua uma "arquitetura aberta", possibilitando que o usuário desenvolva, ele mesmo, uma nova aplicação. Além do desenvolvimento dessa plataforma móvel aberta, o projeto visa desenvolver três kits a serem usados com tal estrutura: sistema de visão embarcado, braços mecânicos, e software de comunicação para tele-operação. O projeto visa definir uma plataforma básica que será constituída por uma estrutura mecânica que possuirá interfaces para comunicação com o meio exterior e, internamente, com uma placa mãe com um barramento de expansão. A estrutura mecânica dará suporte a todo o circuito elétrico interno que se comunicará com o exterior por meio de várias interfaces onde serão conectados os acessórios como braços mecânicos (manipulação), mecanismos de movimentação (locomoção), visão, sensores, etc. Nestas interfaces serão definidas: uma fixação mecânica, um conector, um barramento de comunicação, a função de cada linha do barramento e seus protocolos de comunicação. Internamente, a placa mãe conterá, um processador com todos os periféricos necessários para o seu funcionamento, um kernel e um barramento que permitirá a instalação de placas de expansão (módulos) para implementação dos acessórios. Esta plataforma definirá uma padronização de barramentos, inicialmente com um barramento de quatro linhas de dados nas interfaces e 16 linhas nos barramentos internos, e posteriormente, os novos modelos de robôs, terão os barramentos ampliados para 8, 16, 32 linhas de dados. Além disso, o ambiente modular de programação em "G" (blocos gráficos) deverá ser ampliado com as novas funcionalidades, de forma que será possível, para qualquer pesquisador, estudante ou empresa, criar novos acessórios (módulos) com diferentes aplicações nas áreas de Educação e Pesquisa, com possibilidade, inclusive, de adaptação da tecnologia gerada para exploração dos crescentes mercados de robôs para as áreas: médica (home care) e de segurança. Além do desenvolvimento desse robô com plataforma universal, serão ofertados também três kits: visão embarcada, braços mecânicos e tele-operação. Esses módulos dão continuidade aos produtos do projeto anteriormente desenvolvido pela empresa, do qual resultaram os modelos: RS01, usado em jogos de futebol de robôs (categoria F180); o RG01 para área de entretenimento, cujos robôs são comandados por joystick erecarregados pelo sistema elétrico presente na mesa; e o REPH01 para educação e pesquisa, com módulo de transmissão de imagem analógica, garra mecânica com caneta, sensoreamento infravermelho e ambiente integrado de programação e controle para aplicações de educação e pesquisa. Uma possível aplicação dos produtos desenvolvidos, na área de educação básica, está não apenas nas disciplinas tradicionais, como Matemática e Geografia, mas também em disciplinas transversais, nas quais os alunos poderão aprender a programar rotinas para educação no trânsito, seleção de lixo reciclável, ecologia (reconhecimento de águas), inclusão social e reconhecimentos de mapas, utilizando sistemas de programação em blocos. No caso dos pesquisadores e hobbistas, os produtos seriam utilizados para o desenvolvimento de novos módulos e outras aplicações mais sofisticadas, podendo tudo isso ser realizado via tele-operação. Como se pretende desenvolver um único sistema a ser usado tanto na educação básica quanto para pesquisas de alto nível tecnológico, o sistema será flexível, possuindo um software com programação em blocos, para as escolas de ensino fundamental e médio; e um software com programação em C, para pesquisadores e hobbistas. Sistemas com esse grau de sofisticação, flexibilidade e abrangência não existem na América Latina. Além disso, a proposta de se utilizar a Internet para tele-operação, isto é, controlar e programar o robô remotamente via WEB, possibilitará uma gama de sub-projetos a serem desenvolvidos em outras oportunidades, em áreas como tele-robótica e tele-medicina. A Interface remota via Internet também possibilita que o sistema robótico preparado para a educação seja utilizado como ferramenta de ensino à distância em escolas que não dispõem de recursos para construírem um laboratório de robótica. Estas escolas podem adquirir apenas o software e utilizar pela Internet os robôs disponíveis no Laboratório de Robótica à Distância que poderá estar disponível em um dos estabelecimentos de ensino. Além da flexibilidade dos produtos, uma das principais vantagens comparativas está no fato da empresa oferecer serviço de pós-venda (assistência técnica) no país, serviço esse não prestado pelos concorrentes estrangeiros (AU)