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INCT 2014: Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia para Sistemas Autônomos Cooperativos Aplicados em Segurança e Meio Ambiente

Processo: 14/50851-0
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Temático
Vigência: 01 de julho de 2017 - 30 de junho de 2023
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Elétrica
Convênio/Acordo: CNPq - INCTs
Pesquisador responsável:Marco Henrique Terra
Beneficiário:Marco Henrique Terra
Instituição-sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
Pesquisadores principais:Carlos Dias Maciel ; Denis Fernando Wolf ; Ely Carneiro de Paiva ; Luís Fernando Costa Alberto ; Oswaldo Luiz Do Valle Costa ; Roseli Aparecida Francelin Romero ; Vilma Alves de Oliveira
Auxílios(s) vinculado(s):18/03915-3 - Diagnóstico de segurança cibernética, recuperação de controle resiliente e controle cooperativo de uma rede de sistemas autônomos, AV.EXT
18/02970-0 - 2018 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA 2018), AR.EXT
Bolsa(s) vinculada(s):19/03366-2 - Segmentação espacial de instâncias a partir de câmera monocular utilizando redes neurais convolutivas, BP.DR
18/23139-8 - Aprendizagem estrutural de redes bayesianas dinâmicas utilizando algoritmo evolutivo paralelo multiobjetivo, BP.DD
18/24815-7 - Métodos rápidos de seleção de controles preventivos e corretivos em sistemas elétricos de potência considerando incertezas de carregamento, BP.DD
+ mais bolsas vinculadas 17/23719-1 - Mapeamento de ambientes indoor com sensor Kinect 2 e sistema ROS, BP.IC
18/19388-2 - Controle de sistemas lineares com dinâmica sujeita a variações markovianas e informações parciais sobre o parâmetro de Markov, BP.PD
18/19732-5 - Tomada de decisão e planejamento de trajetória para veículos inteligentes utilizando processos de decisão de Markov parcialmente observáveis e aprendizado por reforço inverso, BP.DR
18/19150-6 - Resiliência de sistemas complexos com o uso de redes bayesianas dinâmicas: uma abordagem probabilística, BE.PQ
17/22603-0 - Rastreamento visual e servovisão ótimos, unificados e robustos: novas técnicas e aplicações a sistemas autônomos, BE.PQ
17/23255-5 - Mapeamento utilizando sensor a laser de linha e pacote ROS para corpos móveis, BP.IC
17/22397-0 - Análise de bifurcações induzidas por limite e incertezas de parâmetros no contexto de estabilidade de tensão, BP.IC
17/21941-9 - Análise de resiliência de sistemas reconfiguráveis, BP.IC
17/17444-0 - Monitoramento de plantações usando robôs heterogêneos, BP.DD
17/16346-4 - Controle tolerante a falhas de rede de comunicação para o movimento coordenado de robôs heterogêneos, BP.DD - menos bolsas vinculadas
Assunto(s):Redes de computadores  Sistemas autônomos  Meio ambiente  Segurança nacional  Sistemas dinâmicos  Veículos autônomos  Institutos de pesquisa 

Resumo

Este projeto tem por objetivo a criação de um Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia para tratar de Sistemas Autônomos Cooperativos (INCT-SAC). Motivado pelo grande espaço territorial do Brasil, grande diversidade geográfica, e aspectos econômicos e sociais, pretende-se neste INCT resolver problemas relacionados com segurança e meio ambiente. Este projeto tratará de alguns desafios propondo o desenvolvimento de sistemas robóticos em redes para manutenção submarinas, automóveis e transporte de carga, plantações, inspeções e atuações remotas, e monitoramento. Extração de petróleo no pré-sal, localizado a 250 km costa e a mais de 2 km de profundidade no oceano, tem demandado soluções específicas em termos de logística, manutenção em águas profundas, operações remotas de plataformas, e segurança nacional. Mobilidade urbana, por outro lado, tem sido influenciada por um expressivo crescimento no número de automóveis nos últimos anos. A frota de automóveis do Brasil é atualmente a quarta maior do mundo. Montadoras de automóveis e pesquisadores em robótica têm pesquisado soluções para transformar veículos convencionais em semiautônomos, ou totalmente autônomos. Com relação à Floresta Amazônica e Agricultura, o Brasil tem buscado dois importantes objetivos complementares em termos de preservação ambiental e aumento da produtividade das plantações. Avanços em comunicação, computação e tecnologias de sistemas de controle embarcados têm permitido a aplicação de sistemas em rede para monitoramento ambiental em larga escala. A combinação de múltiplos agentes móveis, por sua vez, tem permitido a execução de tarefas relacionadas com exploração de ambientes. Os recentes avanços em teoria de sistemas e tecnologia da informação também têm permitido o projeto e implementação de sistemas em redes distribuídas para fins de observação, mobilidade e manipulação. São fundamentais para os problemas que este INCT pretende resolver. Especificamente esta proposta considerará navegação autônoma de veículos aéreos em baixas altitudes para tratar, por exemplo, do monitoramento de linhas de transmissão de potência e inspeção de dutos de gás. Este tipo de solução tem o objetivo de aliviar as tarefas dos pilotos quando houver voos em condições adversas. Pretende-se criar estratégias de planejamento de movimentos para aterrissagem de helicópteros voltados para transporte de carga em plataformas móveis. Sistemas robóticos baseados em baseados em veículos mais leves que o ar para monitoramento ambiental, supervisão e comunicação aplicados na região amazônica serão desenvolvidos. Eles fornecerão barreiras de sensoriamento virtual contra derrubadas ilegais da Floresta Amazônica, serviços de telecomunicação para áreas remotas e com pequenas populações, soluções tecnológicas para comunidades costeiras e assentamentos remotos. Modelagem e projeto de veículos pesados autônomos com um sistema de medida de carga em tempo real serão implementados. Sistemas avançados de assistência ao motorista será desenvolvido para tratar de segurança, congestionamento e cooperação no tráfico, e com sobrecarga no transporte rodoviário. Coordenação de robôs móveis e aéreos em ambientes externos relacionados com helicópteros e caminhões, baseados em sistemas de controle tolerantes a falhas. Será considerado um sistema de coordenação de robôs heterogêneos aplicados no monitoramento de plantações de laranja. Este projeto objetiva estimar a quantidade de frutas, detectar doenças, a taxa de desenvolvimento e o grau de maturidade das plantas. Modelagem e projeto de veículos subaquáticos distribuídos para inspeção e serviço de instalações industriais relacionadas com plataformas de petróleo e gás. Desenvolvimento básico relacionado com a teoria de sistemas de controle tolerantes a falhas também será tratado neste INCT. Está relacionado com a obtenção de técnicas de controle para sistemas sujeitos a variações estocásticas nas suas dinâmicas, com novas técnicas de identificação de sistemas baseadas em medidas de sistemas dinâmicos e com o controle de enxames de pequenos robôs baseados em sistemas bio-inspirados. Este INCT é uma iniciativa conjunta de um grupo de universidades, indústrias e centros de pesquisas do Brasil e do exterior. (AU)

Matéria(s) publicada(s) na Agência FAPESP sobre o auxílio:
Pós-doutorado em engenharia elétrica com bolsa da FAPESP 
Pós-doutorado em Engenharia Elétrica com Bolsa da FAPESP 
Matéria(s) publicada(s) na Revista Pesquisa FAPESP sobre o auxílio:
Enxames de robôs 

Publicações científicas (12)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
GROSS, TADEU JUNIOR; BESSANI, MICHEL; DARWIN JUNIOR, WILLIAN; ARAUJO, RENATA BEZERRA; CARVALHO VALE, FRANCISCO ASSIS; MACIEL, CARLOS DIAS. An analytical threshold for combining Bayesian Networks. KNOWLEDGE-BASED SYSTEMS, v. 175, p. 36-49, JUL 1 2019. Citações Web of Science: 0.
BARBOSA, FILIPE MARQUES; MARCOS, LUCAS BARBOSA; DA SILVA, MAIRA MARTINS; TERRA, MARCO HENRIQUE; GRASSI JUNIOR, VALDIR. Robust path-following control for articulated heavy-duty vehicles. CONTROL ENGINEERING PRACTICE, v. 85, p. 246-256, APR 2019. Citações Web of Science: 0.
BHATTACHARYYA, SHANKAR P.; OLIVEIRA, VILMA A.; MAGOSSI, RAFAEL F. Q. Thevenin's Theorem, Cramer's Rule, and Parameterized Systems: Some Connections. IEEE CONTROL SYSTEMS MAGAZINE, v. 39, n. 2, p. 84-100, APR 2019. Citações Web of Science: 0.
CORDEIRO, RAFAEL A.; VICTORINO, ALESSANDRO C.; AZINHEIRA, JOSE R.; FERREIRA, V, PAULO A.; DE PAIVA, ELY C.; BUENO, SAMUEL S. Estimation of Vertical , Lateral , and Longitudinal Tire Forces in Four-Wheel Vehicles Using a Delayed Interconnected Cascade-Observer Structure. IEEE-ASME TRANSACTIONS ON MECHATRONICS, v. 24, n. 2, p. 561-571, APR 2019. Citações Web of Science: 0.
COSTA, O. L. V.; DUFOUR, F. Zero-Sum Discounted Reward Criterion Games for Piecewise Deterministic Markov Processes. APPLIED MATHEMATICS AND OPTIMIZATION, v. 78, n. 3, p. 587-611, DEC 2018. Citações Web of Science: 0.
JUNIOR GROSS, TADEU; ARAUJO, RENATA BEZERRA; CARVALHO VALE, FRANCISCO ASSIS; BESSANI, MICHEL; MACIEL, CARLOS DIAS. Dependence between cognitive impairment and metabolic syndrome applied to a Brazilian elderly dataset. ARTIFICIAL INTELLIGENCE IN MEDICINE, v. 90, p. 53-60, AUG 2018. Citações Web of Science: 0.
SOUZA, KLEYMILSON N.; PONTES, RICARDO S. T.; OLIVEIRA, ANDRESSA P.; BARRETO, GUILHERME A. Design and Control of a Three-Coil Permanent Magnet Spherical Motor. ENERGIES, v. 11, n. 8 AUG 2018. Citações Web of Science: 0.
TODOROV, MARCOS G.; FRAGOSO, MARCELO D.; DO VALLE COSTA, OSWALDO LUIZ. Detector-based H-infinity results for discrete-time Markov jump linear systems with partial observations. AUTOMATICA, v. 91, p. 159-172, MAY 2018. Citações Web of Science: 3.
DE OLIVEIRA, A. M.; COSTA, O. L. V. Mixed H-2/H-infinity control of hidden Markov jump systems. INTERNATIONAL JOURNAL OF ROBUST AND NONLINEAR CONTROL, v. 28, n. 4, p. 1261-1280, MAR 10 2018. Citações Web of Science: 6.
NAKASHIMA, GIOVANA Y.; NAKAGAWA, THERESA H.; DOS SANTOS, ANA F.; SERRAO, V, FABIO; BESSANI, MICHEL; MACIE, CARLOS D. Identification of Directed Interactions in Kinematic Data during Running. FRONTIERS IN BIOENGINEERING AND BIOTECHNOLOGY, v. 5, OCT 31 2017. Citações Web of Science: 0.
DO VALLE COSTA, OSWALDO LUIZ; FIGUEIREDO, DANILO ZUCOLLI. Filtering S-coupled algebraic Riccati equations for discrete-time Markov jump systems. AUTOMATICA, v. 83, p. 47-57, SEP 2017. Citações Web of Science: 2.
FIGUEIREDO, DANILO ZUCOLLI; DO VALLE COSTA, OSWALDO LUIZ. H-2-control and the separation principle for discrete-time jump systems with the Markov chain in a general state space. INTERNATIONAL JOURNAL OF SYSTEMS SCIENCE, v. 48, n. 13, p. 2728-2741, 2017. Citações Web of Science: 2.

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