Nome do Projeto
Desenvolvimento de Tecnologias de Robótica Móvel para Veículos Elétricos Autônomos e Robôs de Serviço
Ênfase
Extensão
Data inicial - Data final
09/10/2017 - 08/09/2020
Unidade de Origem
Coordenador Atual
Área CNPq
Ciências Exatas e da Terra
Eixo Temático (Principal - Afim)
Tecnologia e Produção / Tecnologia e Produção
Linha de Extensão
Desenvolvimento tecnológico
Resumo
As atividades de ensino e pesquisa realizadas na área de Robótica Móvel na UFPel envolvem conhecimentos aplicáveis no desenvolvimento de robôs de serviço com funcionalidades de navegação, mapeamento de um ambiente conhecido ou desconhecido, reconhecimento e rastreamento de pessoas, reconhecimento de objetos, manipulação de objetos, reconhecimento de fala, reconhecimento de gestos, cognição para entender as situações do mundo real. Este projeto pretende aplicar os conhecimentos mencionados no emprego destas funcionalidades nos veículos elétricos produzidos pela empresa parceira. Pretende-se também compor uma equipe que se capacite para construir um robô para participar da Competição Brasileira de Robótica e da ROBOCUP mundial na liga @home, onde robôs de serviço de uso geral domésticos são construídos e testados por meio de uma competição.
Objetivo Geral
Este projeto objetiva aplicar os conhecimentos da comunidade acadêmica em robótica móvel para aplicar as funcionalidades destes robôs no desenvolvimento de veículos elétricos que sejam capazes de resolver problemas complexos em situações de uso real. Adicionalmente, pretende-se compor um time, como o apoio da empresa parceira, para competir na liga @home da Robocup.
Justificativa
Dois projetos conduzidos pelo proponente, um de ensino, denominado “PinguinBots: Liga Acadêmica de Robótica”, e outro de pesquisa, denominado “Inteligência Artificial Aplicada aos Sistemas Ciber-Físicos”, exploram e desenvolvem conhecimentos de robótica móvel aplicáveis no desenvolvimento de robôs de serviço.
Robôs de serviço demandam funcionalidades de navegação, mapeamento de um ambiente conhecido ou desconhecido, reconhecimento e rastreamento de pessoas, reconhecimento de objetos, manipulação de objetos, reconhecimento de fala, reconhecimento de gestos, cognição para entender as situações do mundo real [1].
A Freedom Veículos Elétricos, empresa parceira, começou a operar em 1991, estabelecendo uma indústria de veículos elétricos que emprega tecnologia nacional. O primeiro produto da empresa foi a cadeira de roda motorizada, posteriormente evoluindo sua linha de produção para a fabricação de diversos outros veículos elétricos [2].
A empresa sempre teve como meta o domínio completo das tecnologias empregadas em seus equipamentos, por esse motivo mantém uma equipe de engenharia envolvida constantemente com P&D. Essa equipe estuda as novas tecnologias que surgem no mercado e que estão em desenvolvimento, assim como está sempre em contato com as equipes comercial e de assistência técnica, mantendo-se atenta às necessidades e dificuldades vivenciadas pelos clientes.
Dentre os veículos elétricos da Freedom, com potencial de emprego de tecnologias também empregadas em robôs de serviço, estão as cadeiras motorizadas e os veículos elétricos industriais não tripulados.
As Cadeiras motorizadas atendem deficientes com as mais diversas limitações físicas, incluindo as extremas, onde o usuário possui poucos recursos para empregar no seu controle.
Os veículos elétricos industriais fabricados pela Freedom são destinados principalmente à movimentação de materiais entre suas linhas de produção, das linhas de produção para expedição ou do estoque para as linhas. A Freedom possui uma linha de rebocadores, reboques e ilhas de transferência que permitem a execução de todas essas operações com bastante agilidade.
Em ambos os casos as funcionalidades dos robôs de serviço, mencionadas anteriormente, têm emprego direto na solução de problemas tecnológicos com grande potencial para o desenvolvimento de produtos inovadores.
Com isso, este projeto visa estudar e propor soluções os problemas tecnológicos principais enfrentados pela empresa no desenvolvimento de inovações nas cadeiras motorizadas e nos veículos elétricos industriais não tripulados empregando os conhecimentos desenvolvidos em projetos de pesquisa em ensino.
Adicionalmente, pretende-se formar uma equipe de estudantes para a competição RoboCup @Home, maior competição mundial de robôs de serviço. O foco desta competição é propor problemas desafios para robôs de serviço de uso doméstico com o objetivo de avaliar as habilidades e o desempenho dos robôs em uma configuração de ambiente doméstico não padronizado realista.
A Freedom e os colaboradores do projeto da Universidade vão projetar, implementar e testar algoritmos de percepção, aprendizado e controle de robôs para esses desafios. Será utilizada uma plataforma robótica desenvolvida em parceria com a empresa tendo como base a estrutura física e de controle dos seus veículos elétricos.
Referências
[1] RoboCuo @Home, https://robocup.rwth-aachen.de/athomewiki/index.php/AtHomeWiki_talk:Community_Portal. (acessado em 01/08/2017).
[2] Freedom Veículos Elétricos LTDA. http://www.freedom.ind.br/. (acessado em 01/08/2017).
Robôs de serviço demandam funcionalidades de navegação, mapeamento de um ambiente conhecido ou desconhecido, reconhecimento e rastreamento de pessoas, reconhecimento de objetos, manipulação de objetos, reconhecimento de fala, reconhecimento de gestos, cognição para entender as situações do mundo real [1].
A Freedom Veículos Elétricos, empresa parceira, começou a operar em 1991, estabelecendo uma indústria de veículos elétricos que emprega tecnologia nacional. O primeiro produto da empresa foi a cadeira de roda motorizada, posteriormente evoluindo sua linha de produção para a fabricação de diversos outros veículos elétricos [2].
A empresa sempre teve como meta o domínio completo das tecnologias empregadas em seus equipamentos, por esse motivo mantém uma equipe de engenharia envolvida constantemente com P&D. Essa equipe estuda as novas tecnologias que surgem no mercado e que estão em desenvolvimento, assim como está sempre em contato com as equipes comercial e de assistência técnica, mantendo-se atenta às necessidades e dificuldades vivenciadas pelos clientes.
Dentre os veículos elétricos da Freedom, com potencial de emprego de tecnologias também empregadas em robôs de serviço, estão as cadeiras motorizadas e os veículos elétricos industriais não tripulados.
As Cadeiras motorizadas atendem deficientes com as mais diversas limitações físicas, incluindo as extremas, onde o usuário possui poucos recursos para empregar no seu controle.
Os veículos elétricos industriais fabricados pela Freedom são destinados principalmente à movimentação de materiais entre suas linhas de produção, das linhas de produção para expedição ou do estoque para as linhas. A Freedom possui uma linha de rebocadores, reboques e ilhas de transferência que permitem a execução de todas essas operações com bastante agilidade.
Em ambos os casos as funcionalidades dos robôs de serviço, mencionadas anteriormente, têm emprego direto na solução de problemas tecnológicos com grande potencial para o desenvolvimento de produtos inovadores.
Com isso, este projeto visa estudar e propor soluções os problemas tecnológicos principais enfrentados pela empresa no desenvolvimento de inovações nas cadeiras motorizadas e nos veículos elétricos industriais não tripulados empregando os conhecimentos desenvolvidos em projetos de pesquisa em ensino.
Adicionalmente, pretende-se formar uma equipe de estudantes para a competição RoboCup @Home, maior competição mundial de robôs de serviço. O foco desta competição é propor problemas desafios para robôs de serviço de uso doméstico com o objetivo de avaliar as habilidades e o desempenho dos robôs em uma configuração de ambiente doméstico não padronizado realista.
A Freedom e os colaboradores do projeto da Universidade vão projetar, implementar e testar algoritmos de percepção, aprendizado e controle de robôs para esses desafios. Será utilizada uma plataforma robótica desenvolvida em parceria com a empresa tendo como base a estrutura física e de controle dos seus veículos elétricos.
Referências
[1] RoboCuo @Home, https://robocup.rwth-aachen.de/athomewiki/index.php/AtHomeWiki_talk:Community_Portal. (acessado em 01/08/2017).
[2] Freedom Veículos Elétricos LTDA. http://www.freedom.ind.br/. (acessado em 01/08/2017).
Metodologia
A realização deste projeto envolve as seguintes etapas:
A. Estudar em empregar o Robotic Operating System no controle autônomo de veículos elétricos com computadores embarcados com diferentes capacidades de processamento.
B. Estudar em empregar abordagens de visão computacional baseado em câmeras comuns e no sensor Kinect da Microsoft na identificação de humanos, obstáculos e objetos de interesse.
C. Estudar em empregar abordagens de reconhecimento de comandos de voz e gestos na interação homem-robô.
D. Estudar e empregar abordagens de navegação autônoma em ambientes conhecidos e desconhecidos, utilizando o melhor caminho possível e desviando de obstáculos, em veículos elétricos.
E. Desenvolver veículos elétricos industriais autônomos utilizando os conhecimentos adquiridos nas etapas de A a D;
F. Desenvolver um robô de serviço doméstico para competir na RoboCup @Home utilizando os conhecimentos adquiridos nas etapas de A a D.
A. Estudar em empregar o Robotic Operating System no controle autônomo de veículos elétricos com computadores embarcados com diferentes capacidades de processamento.
B. Estudar em empregar abordagens de visão computacional baseado em câmeras comuns e no sensor Kinect da Microsoft na identificação de humanos, obstáculos e objetos de interesse.
C. Estudar em empregar abordagens de reconhecimento de comandos de voz e gestos na interação homem-robô.
D. Estudar e empregar abordagens de navegação autônoma em ambientes conhecidos e desconhecidos, utilizando o melhor caminho possível e desviando de obstáculos, em veículos elétricos.
E. Desenvolver veículos elétricos industriais autônomos utilizando os conhecimentos adquiridos nas etapas de A a D;
F. Desenvolver um robô de serviço doméstico para competir na RoboCup @Home utilizando os conhecimentos adquiridos nas etapas de A a D.
Indicadores, Metas e Resultados
São resultados esperados neste projeto:
A. Desenvolver tecnologias que possam ser empregadas em produtos fabricas e comercializados pela empresa parceira;
B. Compor um time e construir um robô de serviço doméstico para participar da RoboCup @Home;
C. Contribuir para a formação complementar dos alunos dos cursos relacionados com atividades de Extensão Inovadora no âmbito da empresa parceira.
A. Desenvolver tecnologias que possam ser empregadas em produtos fabricas e comercializados pela empresa parceira;
B. Compor um time e construir um robô de serviço doméstico para participar da RoboCup @Home;
C. Contribuir para a formação complementar dos alunos dos cursos relacionados com atividades de Extensão Inovadora no âmbito da empresa parceira.
Equipe do Projeto
| Nome | CH Semanal | Data inicial | Data final |
|---|---|---|---|
| FELIPE DE SOUZA MARQUES | 4 | ||
| LUCIO LEAL BASTOS | |||
| MAICON DE AVILA MARQUES | |||
| PAULO ROBERTO FERREIRA JUNIOR | 4 | ||
| VALTER ALBERTO MELGAREJO MARTINS | |||
| VINICIUS SILVA DE MORAES |