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Construindo seu Robô

Autor: Alexandre Van Der Ven

1. Introdução

Robôs são máquinas mecânicas, eletromecânicas ou virtuais os quais possuem inteligência artificial para executar determinadas tarefas. Esses robôs podem ter inteligência artificial para realizar tarefas indepente de intervenção humana, a exemplo de robôs em linhas de montagem, ou controlado por humanos, como é o caso de robôs utilizados para desativar bombas, os quais substituem a função presencial do ser humano e podem ser controlados com precisão.

A área de estudo da Robótica compreende diversas engenharias: a engenharia elétrica e da computação para a criação de componentes eletrônicos e a programação dos mesmos, a ciência da computação e engenharia de software na criação de inteligências artificiais para estes sistemas e a engenharia mecânica com a criação dos componentes físicos do robô, caso haja a necessidade de um (hoje em dia o conceito de robô compreende programas com inteligência artificial que não necessariamente estão embarcados em um sistema eletromecânico como o cleverbot: www.cleverbot.com ).

1.1. Histórico

A palavra Robô surgiu com uma peça de teatro de ficção científica do autor Tcheco Karel Capek chamada R.U.R: Rosumovi Univerzální Roboti (Figura 1), em português Robôs Universais de Rossum – 1920. A peça conta a história de uma fábrica que produz ciborgues feitos com matéria orgânica, conceito muito diferente do atual, os quais podem pensar por si mesmos e designados para servir os humanos. No final da estória, esses robôs se rebelam levando a quase extinção da raça humana – similar a muitas outras histórias de ficção científicas atuais, como por exemplo a série de filmes O Exterminador do Futuro.

Figura 1 – Poster Original da Peça de Teatro R.U.R. Fonte: Wikipedia

Figura 1 – Poster Original da Peça de Teatro R.U.R Fonte: Wikipedia

Outra influência clássica em ficção científica que envolvem robôs foi a de Isaac Asimov em seu livro (o original): Eu, Robô. Asimov criou as três leis da robótica:

  1. Um robô não pode ferir umser humano ou, por inação, permitir que um ser humano sofra algum mal.
  2. Um robô deve obedecer as ordens que lhe sejam dadas por seres humanos exceto nos casos em que tais ordens entrem em conflito com a Primeira Lei.
  3. Um robô deve proteger sua própria existência desde que tal proteção não entre em conflito com a Primeira ou Segunda Leis.

Atualmente robôs estão fortemente presentes em filmes de ficção científica, como previamente mencionado, e também na cultura Pop. Um grande exemplo é da série de filmes Guerras nas Estrelas onde alguns dos personagens principais que são robôs, no caso R2-D2 e C3PO (Figura 2). Quando o primeiro filme, Guerras nas Estrelas: Uma Nova Esperança, foi feito em 1977 um dos dois modelos de R2-D2 era controlado por contrôle remoto. Ele se deslizava com suas três pernas e mexia alguns dos seus componentes, como a cabeça, mas não emitia os sons como nos filmes. Já o outro modelo, era utilizado pelo ator Kenny Baker. C3PO era interpretado pelo ator Anthony Daniels.

Figura 2 – R2-D2 e C3PO da série de filmes Guerras nas Estrelas. Fonte: Wookiepedia

Figura 2 – R2-D2 e C3PO da série de filmes Guerras nas Estrelas. Fonte: Wookiepedia

Já em aplicações no mundo real, os primeiros robôs eletrônicos e autônomos foram Elmer e Elise (Vídeo 1) que eram descritos como jabutis. Esses robôs foram criados por William Grey Walter em 1948 para estudar o sistema neurológico humano . Elmer e Elise eram atraídos pela luz e também iam atras de fontes de energia elétrica para se recarregarem automaticamente.

 Vídeo 1 – Elmer e Elise
Fonte: Youtube

Marvin Minsky em 1968 criou o braço tentáculo. O braço era controlado por um computador e tinha 12 articulações que foram possíveis graças a hidráulica. O estudante de engenharia mecânica Victor Scheinman criou o braço de Stanford em 1969, o qual é reconhecido como o primeiro braço robótico a ser controlado por um computador. O primeiro robô móvel a ter o poder de “pensar” sobre o ambiente em que se encontra foi o Shakey (Vídeo 2). Ele foi construido em 1970 pela Stanford Research Institute (hoje em dia a SRI International). O Shakey combinava várias leituras de sensores para navegar. O cerebro do Shakey era um computador o qual se comunicava com o mesmo através de antenas de radio.

https://www.youtube.com/watch?v=RhrLHkVuerc

Vídeo 2 – Shakey, 1970, Stanford Research Institute
Fonte: Youtube.

 2. Aplicações de Robótica

Na atualidade temos robôs mais avançados e os mesmos assumem diversas funções: robôs que trabalham em linhas de montagem em fábricas de automóveis, robôs os quais são operados por cirurgiões que estão a quilômetros de distância em procedimentos médicos, o computador que possui a inteligência artificial mais avançada no momento o Watson; em aplicações domésticas temos o Roomba o qual é um aspirador de pó dotado de inteligência artificial, em defesa civíl temos robôs que desativam bombas, automóveis que dirigem sozinhos, plataformas de aprendizado e competições de robótica em todos os níveis de formação (ver Figuras abaixo).

Fonte das imagens: Wikipedia

Além das aplicações mencionadas e ilustradas acima também temos os veículos aéreos não tripulados, máquinas de venda, o próprio Google também pode ser considerado um robô em certos pontos de vista.

 3. Robôs Autônomos e Robôs Controlados

Robôs autônomos são, por definição, robôs os quais possuem inteligência artificial para operar as atividades as quais foram designado sem a intervenção de um terceiro. O robô para a luta de sumô a ser desenvolvido nesta atividade será considerado um robô autônomo pois ele poderá detectar o adversário e atacálo sem que um dos membros do time interfira em seus movimentos através de controles.

Já um robô controlado, como o nome já diz, é um robô o qual é controlado por um operador como é o caso do robô utilizado para fazer cirurgias. Existem modalidades de competições as quais utilizam robôs controlados, no caso teleoperados, pela For Inspiration and Recognition of Science and Technology (F.I.R.S.T) Robotics Competition. Em português: Pela Inspiração e o Reconhecimento da Ciência e Tecnologia: Competição de Robótica, o qual nos primeiros 20 segundos nas competições o robô funciona de maneira autônoma e depois é controlado pelos jogadores dos times.

Há também robôs que se comportam como uma mistura dos dois tipos de robôs: os semi-autônomos. Ou seja, funcionam de maneira autônoma até serem interferidos por um operador, como a exemplo os carros que dirigem sozinhos os quais estão abertos para ajustes do motorista quando necessário.

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