Robótica móvel: livro organizado por professores do ICMC conquista Prêmio Jabuti

Obra ficou em segundo lugar na categoria Engenharias, Tecnologias e Informática

Um livro organizado pelos professores Roseli Romero, Fernando Osório e Denis Wolf, do Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da USP, em São Carlos, e pelo professor Edson Prestes, da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, conquistou nesta quinta-feira, 19 de novembro, o Prêmio Jabuti, considerado o mais importante do mercado editorial brasileiro. Robótica móvel é o título da obra, que conquistou o segundo lugar na categoria Engenharias, Tecnologias e Informática.

"É uma honra receber este prêmio. É uma conquista muito importante para os nossos grupos de pesquisa, um estímulo para darmos continuidade aos nossos trabalhos e mostra que estamos no caminho certo", diz a professora Roseli Romero. "Foi um trabalho de quatro anos de muita dedicação. Não foi fácil reunir o material dos 35 diferentes autores que participam do livro, mantendo o nível científico que desejávamos", completa a professora.

"As contribuições de parte representativa da comunidade de robótica no Brasil foram fundamentais para o sucesso dessa obra. Portanto, o prêmio é de todos os autores dos capítulos que compõe o livro", afirma o professor Denis Wolf.

Roseli, Denis e Osório no lançamento do livro, realizado durante
a Joint Conference on Robotics and Intelligent Systems (JCRIS) 2014

O objetivo de Robótica Móvel, que foi lançado pela editora LTC em outubro do ano passado, é tornar-se um ponto de partida para quem deseja se aventurar pela robótica móvel ou aprimorar os conhecimentos já adquiridos. Escrito por autores que atuam nas principais universidades brasileiras, o livro é composto por 17 capítulos e apresenta um panorama sobre o estado da arte dessa área de pesquisa no Brasil e no exterior. “Queríamos divulgar o trabalho realizado por esses grupos. Por isso, abrimos uma chamada para o recebimento das propostas de capítulos e fizemos uma seleção a fim de manter um padrão de qualidade”, conta a professora Roseli Romero. 

Em sua 57ª edição, o Prêmio Jabuti recebeu este ano 2.573 inscrições em suas 27 categorias. Os três livros que receberam a maior pontuação dos jurados em cada categoria foram considerados vencedores. A cerimônia de entrega aos vencedores do Prêmio Jabuti 2015 será realizada dia 3 de dezembro no auditório Ibirapuera, em São Paulo.

Saiba como nasceu a ideia do livro: icmc.usp.br/e/cb1ef

Texto: Denise Casatti – Assessoria de Comunicação ICMC/USP

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Robótica móvel: livro organizado por professores do ICMC é finalista no Prêmio Jabuti

Obra está entre as dez finalistas na categoria Engenharias, Tecnologias e Informática

Um livro organizado pelos professores Roseli Romero, Fernando Osório e Denis Wolf, do Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da USP, em São Carlos, e pelo professor Edson Prestes, da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, está entre os finalistas da edição deste ano do Prêmio Jabuti, considerado o mais importante do mercado editorial brasileiro. Robótica móvel é o título da obra, que está entre as dez finalistas na categoria Engenharias, Tecnologias e Informática.

Tornar-se um ponto de partida para quem deseja se aventurar pela robótica móvel ou aprimorar os conhecimentos já adquiridos é o objetivo de Robótica Móvel, que foi lançado pela editora LTC em outubro do ano passado. Escrito por autores que atuam nas principais universidades brasileiras, o livro é composto por 17 capítulos e apresenta um panorama sobre o estado da arte dessa área de pesquisa no Brasil e no exterior.

Foram necessários quatro anos para reunir o material de 35 autores de diferentes grupos de pesquisa existentes nas principais universidades brasileiras. “Queríamos divulgar o trabalho realizado por esses grupos. Por isso, abrimos uma chamada para o recebimento das propostas de capítulos e fizemos uma seleção a fim de manter um padrão de qualidade”, conta a professora Roseli Romero. 

Em sua 57ª edição, o Prêmio Jabuti recebeu este ano 2.573 inscrições em suas 27 categorias. Agora, as obras finalistas de cada categoria estão passando por uma segunda fase de avaliação. Os três livros que receberem a maior pontuação dos jurados serão considerados vencedores em sua categoria, em primeiro, segundo e terceiro lugares. A cerimônia de entrega aos vencedores do Prêmio Jabuti 2015 será realizada dia 3 de dezembro no auditório Ibirapuera, em São Paulo.

Roseli, Denis e Osório durante o lançamento do livro, realizado durante
a Joint Conference on Robotics and Intelligent Systems (JCRIS) 2014

Como nasceu a ideia – A professora Roseli lembra que a ideia de criar a obra surgiu em 2011, durante um congresso da Sociedade Brasileira de Computação, quando foi ministrado um minicurso sobre robótica móvel. No final do evento, que teve um recorde de inscrições, os estudantes estavam ávidos por mais informações: queriam saber onde encontravam material para estudar sobre o assunto, como localizavam grupos de pesquisa, em que lugares podiam encontrar aqueles robôs de que os pesquisadores falavam.

Foi assim que nasceu a proposta de criar uma obra capaz de responder a essas questões, levando informações para os estudantes. “São capítulos que trazem conceitos básicos para quem deseja começar a atuar nessa área, independentemente de estar na graduação ou pós-graduação”, completa a professora.

Desafio multidisciplinar – O ponto central do livro são os robôs móveis: aqueles que são capazes de se locomover de diferentes formas, tal como os veículos autônomos, os robôs com pernas, os robôs aéreos e os submarinos. “A robótica móvel está a serviço do ser humano. Sua relevância pode ser melhor compreendida quando pensamos nos robôs colocados para atuar em ambientes perigosos, evitando-se, assim, que a vida humana seja colocada em risco”, diz Roseli.

Um dos principais desafios enfrentados pelos robôs móveis é interagir com o ambiente e tomar decisões corretas para que as tarefas sejam executadas com êxito. “Robôs móveis devem ser capazes de atuar em ambientes desconhecidos e dinâmicos e de reagir diante de situações imprevistas”, explicam os organizadores da obra no capítulo 1, chamado Introdução à robótica móvel. 

Para enfrentar um desafio como esse é preciso reunir conhecimentos de engenharia mecânica, elétrica, mecatrônica, computação, além de informações provenientes de outras ciências, tais como psicologia, neurociência e biologia. Roseli explica que a robótica é, em essência, uma área multidiscipliar. Segundo a professora, o crescimento do interesse pela robótica está intimamente relacionado com o aumento da percepção de que os bons profissionais devem ter conhecimentos multidisciplinares. Por isso, os estudantes que trabalham com robôs têm essa vantagem, especialmente por adquirirem conhecimentos tanto em software quanto em hardware. “Se, por um lado, a robótica depende da computação e a utiliza, pois um robô não faz nada sem uma programação, por outro, a robótica inspira novas criações no campo da computação”, considera a professora.

Essa relação que a robótica estabelece com a computação e com outras áreas do conhecimento tem levado a avanços consideráveis em diversos campos, impulsionados pelos desafios que essas máquinas vêm apresentando aos humanos. A obra Robótica Móvel mostra essas diversas possibilidades de integração da robótica com outras esferas do conhecimento.

Texto: Denise Casatti – Assessoria de Comunicação ICMC/USP

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USP e Scania desenvolvem caminhão autônomo no Brasil

Pesquisa levou dois anos para ser concluída; investimento da montadora sueca foi de R$ 1,2 milhão 

Em parceria com a Scania, a Universidade de São Paulo (USP) apresenta um protótipo de caminhão autônomo totalmente desenvolvido por pesquisadores brasileiros. A tecnologia aplicada no veículo, um caminhão Scania G360 6x4, é fruto do convênio de cooperação tecnológica firmado em 2013 entre a montadora sueca, a Escola de Engenharia de São Carlos e o Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC). 

O projeto consiste na automação do caminhão e em incentivar programas de pesquisa e desenvolvimento com a comunidade acadêmica, um modelo já consolidado na Europa. “Temos experiência em parcerias com universidades na Suécia e algumas já consolidadas no Brasil. Esse tipo de trabalho traz conhecimento para dentro da empresa e, ao mesmo tempo, permite aos alunos e professores envolvidos vivenciar desafios concretos da indústria”, diz Rogério Rezende, diretor de Assuntos Institucionais e Governamentais da Scania Latin America. 

Ao todo foi destinado ao projeto R$ 1,2 milhão, e a Scania disponibilizou dois caminhões para a realização da pesquisa. “O investimento é um conjunto de iniciativas que vão muito além do aporte financeiro. Nós entendemos que incentivar a pesquisa é pensar no futuro, e os resultados alcançados por meio de parcerias como esta geram conhecimento, matéria-prima para desenvolver as melhores soluções para um transporte sustentável”, explica Rogério. 

A expectativa é ter um caminhão capaz de executar percursos de forma autônoma, além de gerar artigos científicos que serão publicados na comunidade acadêmica. “A Scania é uma empresa de vanguarda em inovação e tecnologia. Estar próximo às instituições de ensino é parte de nosso negócio”, acrescenta Rogério. 

O pesquisador do ICMC Denis Wolf, um dos coordenadores do projeto

Apesar de ainda se tratar de um protótipo, que circula apenas na área 2 do campus da USP, em São Carlos, os resultados obtidos projetam um futuro promissor para caminhões autônomos. Operações confinadas e off-road, com roteiros predefinidos, podem utilizar essa solução em benefício da produtividade e segurança. “O sistema autônomo não vai substituir os motoristas, mas foi criado para ajudá-los a cumprir suas tarefas com mais segurança e tranquilidade”, acrescenta Denis Wolf, professor do ICMC e um dos coordenadores do projeto. 

No transporte rodoviário, por exemplo, com um simples toque em um botão o sistema autônomo poderá assumir o controle do caminhão durante parte do trajeto, solicitando que o motorista volte a assumir o comando ao entrar em uma cidade, onde o trânsito é mais complicado. “Grandes empresas como a Scania e institutos de pesquisa em todo o mundo estão investindo no transporte inteligente. Nosso projeto também abre caminho nesse campo, oferecendo soluções e novas tecnologias para responder a essa tendência global”, afirma Denis Wolf. 

Também participam do projeto os professores Fernando Osório e Kalinka Castelo Branco, ambos do ICMC; Valdir Grassi Junior e Marco Terra, da EESC, e vários estudantes de graduação e pós-graduação. 

Como funciona – O caminhão recebeu diversos itens para que o sistema autônomo pudesse controlar todos os movimentos. Foram acoplados alguns pequenos motores que atuam no volante e nos freios, além da instalação de um circuito eletrônico no comando do acelerador para que seja possível controlar a velocidade do caminhão. Não foi preciso realizar nenhuma outra alteração no trem de força do veículo, pois o caminhão já dispõe de câmbio automático. 

“Substituímos os pés e as mãos do motorista por sistemas de atuação mecânica e eletrônica. Depois, colocamos sensores para que atuassem como os olhos e os demais sentidos dos seres humanos. Mas a tarefa mais difícil é substituir nosso cérebro por meio de um computador”, conta Wolf. Um computador ligado a todos os sistemas do caminhão é responsável por captar as informações dos sensores, sistema GPS, interpretá-las e realizar o comando correto para a manobra – acelerar, fazer uma curva e frear. Tudo isso para chegar ao destino final com segurança. 

O GPS é um dos sistemas que integram o caminhão autônomo

O desafio dos pesquisadores foi encontrar soluções de baixo custo para viabilizar, no futuro, uma possível aplicação comercial do projeto. Dessa forma, eles dispensaram o uso de sensores a laser, que onerariam muito a proposta, e optaram por empregar radares para detectar obstáculos e um par de câmeras em estéreo, localizadas na parte frontal do caminhão. Essas câmeras imitam a atuação do olho humano, captando duas imagens, o que possibilita estimar a profundidade e a forma dos objetos (um semáforo, por exemplo). Há, ainda, antenas de GPS no topo da cabine, além de um sensor na barra de direção, que registra qualquer movimento no volante. 

O maior desafio, contudo, foi desenvolver programas de computador capazes de interpretar as informações dos sensores. “As câmeras registram apenas cores, precisamos criar programas extremamente complexos para interpretar se o que está naquela imagem é um carro, uma pessoa, uma árvore ou a rua”, diz o professor. Outro problema é que essa interpretação precisa ser realizada de forma extremamente rápida. “O sistema tem centésimos ou até milésimos de segundo para entender o que está acontecendo, planejar o que deve fazer e executar essa ação.” 

Desde 2014, quando os testes com o caminhão autônomo começaram nas ruas do campus da USP em São Carlos, os pesquisadores vêm trabalhando para aprimorar a qualidade da navegação e do sistema de percepção. “Encontramos poucos trabalhos científicos que tratavam do controle de um veículo de grande porte. Foi preciso adaptar soluções para manter o caminhão em sua faixa de trânsito, fazer curvas de forma suave e com precisão, o que reflete diretamente na segurança”, diz Wolf. 

Simulador virtual acelerou o processo de testes

Todos os testes feitos no campus seguem à risca um protocolo de segurança criado pela equipe de pesquisadores. Entre eles, um pedal de freio mecânico adicional no assoalho do passageiro que, durante os testes, permite que o caminhão seja freado a qualquer momento. Além disso, no ICMC, os pesquisadores testam os programas de computador que criaram em um simulador virtual, antes de colocarem em funcionamento dentro do caminhão. “Essa ferramenta é fundamental para o projeto, pois facilita a logística e acelera o processo de testes. No laboratório, podemos reproduzir situações de risco alto, como a fechada de outro veículo ou o aparecimento inesperado de um obstáculo na via”, relata o professor. 

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Créditos - Texto: Leandro Alves (Kreab) / Fotos: Paulo Arias

Arduino Day no ICMC: potencial da ferramenta para inovação e educação surpreende público

Entre as várias demonstrações realizadas durante o evento, destaca-se o emprego do Arduino na construção de robôs até o desenvolvimento de soluções para monitorar o uso de medicamentos ou verificar as condições de umidade, luminosidade e temperatura de uma planta

A simpática criatura foi criada pelo professor Osório na noite anterior ao evento

Uma simpática criatura formada pelo reaproveitamento de um pote de plástico, boca de bala de dentadura, duas pequenas peças de montar e dois grandes olhos de isopor que se movimentam, de um lado para outro, por meio de pequenos motores controlados por uma placa chamada Arduino Uno. Este pequeno e inusitado robô foi um dos exemplos apresentados durante o último sábado, 28 de março, no Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da USP em São Carlos, durante o Arduino Day, evento que aconteceu simultaneamente em 257 lugares no mundo para comemorar o aniversário dessa ferramenta aberta e livre para o desenvolvimento de projetos de hardware e software.

A simplicidade desse robô, construído na noite anterior ao evento pelo professor Fernando Osório, do ICMC, transmitia uma importante mensagem para os participantes: qualquer pessoa é capaz de desenvolver um projeto com o Arduino. “A versatilidade dessa plaquinha é muito legal. Não precisa ser um expert para fazer um projeto, não é necessário nem saber soldar”, explicou a estudante Sarah da Silva, 15 anos, no final do evento. Ela está cursando o segundo ano do ensino médio na escola estadual José Juliano Neto, em São Carlos, e revelou que, desde pequena, sente-se atraída pelo universo da robótica: “Eu pegava a caixa de ferramentas do meu pai e fingia fazer robôs com caixas de papelão”.

Já a estudante Michelle Faria, 15 anos, que é colega de classe de Sarah, disse entusiasmada: “Estou saindo daqui cheia de ideias para fazer um projeto com Arduino”. As duas participam de uma iniciativa no Instituto de Física de São Carlos, coordenado pelo educador Herbert Alexandre João. “Vamos ministrar um curso sobre plataformas computacionais para esses estudantes e optamos por começar com o Arduino Day para motivar os alunos”, explicou João.

Também chamou a atenção dos 111 participantes do evento uma planta com um aparato tecnológico, exposta no saguão do auditório Fernão Stella de Rodrigues Germano. Ao lado das folhas verdes e brancas brotava uma placa Arduino Mega munida de vários sensores capazes de medir a umidade da terra e do ar, a luminosidade do local e a temperatura do ambiente. As informações eram transmitidas ao computador e, por meio de um aplicativo, ao smartphone. 

“Nosso foco são as hortas urbanas, queremos estimular as pessoas a terem plantas em casa”, explicou Fabiana Avellar, designer de usabilidade. Ela faz parte de um grupo composto por mais sete empreendedores que querem transformar o protótipo em um produto e comercializá-lo para quem deseja ter uma horta em casa, mas não sabe muito bem como fazer isso. Chamado Cultive, o projeto tem apenas 4 meses e, entre seus criadores, estão dois alunos do ICMC – Caio Flores e Augusto Lázaro, ambos cursam Sistemas de Informação – e um ex-aluno do Instituto – Pedro Euko, que cursou Ciências de Computação. 

Protótipo: projeto Cultive foi criado há apenas 4 meses

Não é mágica, mas bem que parece – Na palestra Invente com o Arduino, o professo Osório explicou que, tecnicamente, o Arduino é um dispositivo microcontrolado aberto, um processador, capaz de “sentir” o ambiente através de suas entradas por meio de sensores variados, processar esses dados via programas inteligentes e afetar o seu entorno controlando e “agindo” sobre o ambiente. Essa ação pode ser realizada por meio de motores e atuadores que possibilitam, por exemplo, ligar ou desligar luzes e componentes. Além disso, o Arduino é capaz de se comunicar com os computadores (Windows, Linux ou Mac). 

“Estamos falando de uma interface hardware/software aberta, de baixo custo e muito simples de usar”, explicou Osório. Segundo o professor, a ferramenta se tornou muito popular em todo o mundo por ser fácil de se programar e de se conectar aos componentes e módulos externos. Ele mostrou diversos exemplos de aplicação do Arduino nos projetos do Laboratório de Robótica Móvel do ICMC, incluindo o emprego em robôs com pernas, patas e garras e no desenvolvimento do protótipo de teste dos controles de aceleração do Carro Autônomo CaRINA I e CaRINA II. 

“Há também um aluno de graduação que usou o Arduino para desenvolver um sistema de monitoramento eletrônico do uso de medicamentos”, disse Osório. O sistema resultou em um pedido de patente, já que o sistema poderá ser útil para verificar, por exemplo, se um idoso abriu uma gaveta com medicamentos no horário estipulado para tomar a medicação e, de fato, tomou o remédio prescrito. 

O professor mostrou, ainda, os diversos modelos de placas Arduino existentes e criticou o sistema alfandegário brasileiro e os impostos de importação. “Como podemos inovar se leva 90 dias para recebermos uma placa Arduino comprada no exterior?”, indagou. 

O professor também listou vários livros e kits que ensinam a usar a ferramenta. “Acredito ter convencido vocês de que o Arduino é a uma chave para inovar, inventar, ensinar e aprender”, finalizou o professor. 

Público se surpreendeu com a versatilidade do Arduino

Texto: Denise Casatti – Assessoria de Comunicação ICMC/USP

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Página do evento no ICMC: icmc.usp.br/e/0670f

Palestra do professor Fernando Osório: icmc.usp.br/e/aa555

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Descobrindo a robótica: robôs invadem Museu da Ciência Mário Tolentino

Robôs foram tema do segundo evento do ciclo de palestras Ciência e Riqueza Social; próximo evento abordará pesquisas sobre luz

Roseli (à esquerda) com o grupo Warthog Robotics

Cerca de 60 olhares curiosos acompanharam na última quinta-feira, 19 de março, uma pequena invasão de robôs no Museu da Ciência Mário Tolentino, em São Carlos. Como parte do ciclo de palestra Ciência e Riqueza Social, a professora Roseli Romero, do Instituto de Ciências Matemáticas e Computação (ICMC) da USP, em São Carlos, falou não apenas sobre robótica móvel, mas também levou alguns exemplares de robôs, que se exibiram diante da plateia.

Em sua palestra, Roseli abordou, ainda, alguns conceitos básicos sobre robótica e mostrou como é a estrutura básica de um robô. Também apresentou algumas pesquisas na área realizadas na USP em São Carlos.

Além disso, o grupo de pesquisa e extensão Warthog Robotics, coordenado por Roseli, montou no saguão do Museu uma quadra, onde pequenos robôs disputaram uma partida de futebol. Eles também demonstraram alguns movimentos do robô humanoide NAO.

Próxima palestra - No dia 2 de abril, o ciclo de palestras Ciência e Riqueza Social realiza seu terceiro evento, desta vez com o tema Luz, Ciência e Vida: comemorando o Ano Internacional da Luz. O palestrante será o professor Vanderlei Bagnato, do Instituto de Física de São Carlos (IFSC) da USP. O docente, que também coordena um Centro Estadual de Física e um Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em São Carlos, vai discutir as propriedades da luz, sua interação com tudo ao nosso redor e suas principais aplicações.

A palestra será realizada no Museu da Ciência Mário Tolentino, a partir das 19h30. A entrada é gratuita. Mais informações podem ser obtidas pelo telefone (16) 3307.6903 ou pelo e-mail cienciaeriquezasocial@gmail.com.

Sobre o ciclo de palestras - Com o objetivo de mostrar a ciência desenvolvida nas universidades e institutos de pesquisa e como isso impacta a economia e a vida dos cidadãos, o ciclo de palestras Ciência e Riqueza Social traz, a cada quinze dias, sempre às quintas-feiras, diversos professores e pesquisadores para interagir com a comunidade. O evento é promovido pelo Instituto de Estudos Avançados (IEA) Polo São Carlos da USP, pelo Núcleo de Apoio à Pesquisa em Software Livre (NAPSoL), com sede no ICMC, e pelo Museu da Ciência Mário Tolentino.

Texto e fotos: Thaís Cardoso - Assessoria de Comunicação do IEA

Da ficção para o cotidiano: assista à palestra Robótica Móvel na próxima quinta

Palestra no Museu da Ciência Mário Tolentino, em São Carlos, mostra como os robôs estão inseridos em nosso dia a dia e quais as principais iniciativas na área de robótica no Brasil

Roseli Romero, professora do ICMC, fará palestra no Museu da Ciência Mário Tolentino

Pensar em robôs executando tarefas do nosso dia a dia geralmente remete a filmes de ficção científica ou a um futuro muito distante. Mas o que poucas pessoas percebem é que essa realidade está cada vez mais próxima de suas vidas. Para mostrar como isso está acontecendo, o ciclo de palestras Ciência e Riqueza Social traz na próxima quinta-feira, 19 de março, a partir das 19h30, a palestra Robótica Móvel.

A professora Roseli Romero, do Instituto de Ciências Matemáticas e Computação (ICMC) da USP, em São Carlos, vai apresentar os principais robôs móveis existentes, suas diversas aplicações e também explicar como é a estrutura básica e como são programadas essas máquinas que tanto mexem com o imaginário do público. Além disso, a docente vai abordar quais iniciativas existem, em São Carlos e no Brasil, nessa área de pesquisa multidisciplinar que ocupa um papel cada vez mais importante na sociedade.

Roseli Romero é formada em engenharia elétrica pela Unicamp e fez pós-doutorado na Carnegie Mellon University. Atualmente, é professora titular no ICMC, membro do grupo de pesquisa em Computação Bioinspirada e coordenadora do Laboratório de Aprendizado de Robôs (LAR), ambos pertencentes ao ICMC. Roseli também é vice-coordenadora do Centro de Robótica da USP, em São Carlos, e coordena o grupo de robótica Warthog Robotics.

O evento será realizado no Museu da Ciência Mário Tolentino, que fica na Praça Coronel Sales, na esquina da Avenida São Carlos com a Rua Major José Inácio, em São Carlos. A entrada é gratuita. Mais informações pelo telefone (16) 3307.6903.

Sobre o ciclo de palestras - Com o objetivo de mostrar a ciência desenvolvida nas universidades e institutos de pesquisa e como isso impacta a economia e a vida dos cidadãos, o ciclo de palestras Ciência e Riqueza Social traz, a cada quinze dias, sempre às quintas-feiras, diversos professores e pesquisadores para interagir com a comunidade. O evento é promovido pelo Instituto de Estudos Avançados (IEA) Polo São Carlos da USP, pelo Núcleo de Apoio à Pesquisa em Software Livre (NAPSoL), com sede no ICMC, e pelo Museu da Ciência Mário Tolentino.

Texto: Thaís Cardoso - Assessoria de Comunicação do IEA Polo São Carlos

Ciclo de palestras Ciência e Riqueza Social – Palestra com Roseli Romero
Quando: 19 de março, quinta-feira, às 19h30
Onde: Museu da Ciência Mário Tolentino – Praça Coronel Sales, s/nº (na esquina da Rua Major José Inácio com a Av. São Carlos)
Quanto: entrada gratuita
Mais informações: (16) 3307.6903

Obra apresenta panorama inédito da robótica móvel ao reunir 35 especialistas brasileiros

Lançamento do livro acontecerá dia 20 de outubro, em São Carlos, durante a maior conferência sobre robótica e sistemas inteligentes já organizada no país

Tornar-se um ponto de partida para quem deseja se aventurar pela robótica móvel ou aprimorar os conhecimentos já adquiridos. Esse é o objetivo de Robótica Móvel, um livro da editora LTC escrito por 35 autores que atuam nas principais universidades brasileiras. Eles construíram, em 17 capítulos, um panorama sobre o estado da arte dessa área de pesquisa no Brasil e no exterior.

A obra foi organizada pelos professores Roseli Romero, Fernando Osório e Denis Wolf, do Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da USP, em São Carlos, e pelo professor Edson Prestes, da Universidade Federal do Rio Grande do Sul. O lançamento acontecerá no próximo dia 20 de outubro, durante a Joint Conference on Robotics and Intelligent Systems (JCRIS) 2014, o maior evento já organizado no país sobre robótica e sistemas inteligentes, que será realizado pela primeira vez em São Carlos.

No livro, os holofotes estão sobre os robôs móveis, que são aqueles capazes de se locomover de diferentes formas, tal como os veículos autônomos, os robôs com pernas, os robôs aéreos e os submarinos. “A robótica móvel está a serviço do ser humano. Sua relevância pode ser melhor compreendida quando pensamos nos robôs colocados para atuar em ambientes perigosos, evitando-se, assim, que a vida humana seja colocada em risco”, explica uma das organizadoras da obra, Roseli Romero.

Foram necessários quatro anos para reunir o material de 35 autores de diferentes grupos de pesquisa existentes nas principais universidades brasileiras. “Queríamos divulgar o trabalho realizado por esses grupos. Por isso, abrimos uma chamada para o recebimento das propostas de capítulos e fizemos uma seleção a fim de manter um padrão de qualidade”, conta Romero. 

Ela lembra que a ideia de criar a obra surgiu em 2011, durante um congresso da Sociedade Brasileira de Computação, quando foi ministrado um minicurso sobre robótica móvel. No final do evento, que teve um recorde de inscrições, os estudantes estavam ávidos por mais informações: queriam saber onde encontravam material para estudar sobre o assunto, como localizavam grupos de pesquisa, em que lugares podiam encontrar aqueles robôs de que os pesquisadores falavam. Então, nasceu a proposta de criar uma obra capaz de responder a essas questões, levando informações para os estudantes. “São capítulos que trazem conceitos básicos para quem deseja começar a atuar nessa área, independentemente de estar na graduação ou pós-graduação”, completa a professora.

Desafio multidisciplinar – Um dos principais desafios enfrentados pelos robôs móveis é interagir com o ambiente e tomar decisões corretas para que as tarefas sejam executadas com êxito. “Robôs móveis devem ser capazes de atuar em ambientes desconhecidos e dinâmicos e de reagir diante de situações imprevistas”, explicam os organizadores da obra no capítulo 1, chamado Introdução à robótica móvel. 

Para enfrentar um desafio como esse é preciso reunir conhecimentos de engenharia mecânica, elétrica, mecatrônica, computação, além de informações provenientes de outras ciências, tais como psicologia, neurociência e biologia. Romero explica que a robótica é, em essência, uma área multidiscipliar.

Segundo a professora, o crescimento do interesse pela robótica está intimamente relacionado com o aumento da percepção de que os bons profissionais devem ter conhecimentos multidisciplinares. Por isso, os estudantes que trabalham com robôs têm essa vantagem, especialmente por adquirirem conhecimentos tanto em software quanto em hardware. “Se, por um lado, a robótica depende da computação e a utiliza, pois um robô não faz nada sem uma programação; por outro, a robótica inspira novas criações no campo da computação”, considera a professora.

Essa relação que a robótica estabelece com a computação e com outras áreas do conhecimento tem levado a avanços consideráveis em diversos campos, impulsionados pelos desafios que essas máquinas vêm apresentando aos humanos. A obra Robótica Móvel mostra essas diversas possibilidades de integração da robótica com outras esferas do conhecimento.

Texto: Denise Casatti – Assessoria de Comunicação ICMC/USP

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Veículo autônomo desvia de obstáculos e planeja rota

Pesquisadores do Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da USP, em São Carlos, desenvolveram um sistema de navegação autônoma para veículos terrestres, com foco em ambientes não estruturados, como áreas agrícolas e vegetação em campo aberto. Esse método de navegação permitiu o planejamento do caminho a ser seguido pelo veículo e a percepção de futuros obstáculos.

Sistema de navegação autônomo foi aplicado no carro elétrico CaRINA I

O estudo é o resultado da dissertação de mestrado Navegação de veículos autônomos em ambientes externos não estruturados baseada em visão computacional, do cientista da computação Rafael Luiz Klaser, que teve orientação do professor Fernando Santos Osório e financiamento da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp) e do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Sistemas Embarcados Críticos (INCT-SEC).

Segundo Klaser, os veículos autônomos fazem parte da robótica móvel, e o que os caracterizaram é o fato de se deslocarem por um determinado ambiente por conta própria. Podem ser veículos construídos para esse fim ou um veículo convencional adaptado para a navegação autônoma. “Eles funcionam como um motorista do veículo, porém interligados à própria estrutura mecânica, controlando a aceleração, frenagem e o esterçamento”.

A pesquisa focou no cenário não estruturado, como um campo aberto com vegetação, que torna o mapeamento e localização mais críticos porque não contém padrões bem definidos. Ao contrário do ambiente estruturado, no qual há referenciais como o cenário urbano com ruas, construções.

Desenvolvimento do sistema - Klaser explica que o sistema de navegação autônomo foi desenvolvido por meio da plataforma ROS (Robot Operating System), um conjunto de ferramentas e bibliotecas de software de código aberto, empregado por grupos de pesquisa em robótica. “Uma vez que o sistema de percepção mapeie os obstáculos visíveis, uma trajetória livre de colisão é planejada, a qual o veículo é comandado para seguir e isto ocorre continuamente até o veículo chegar ao destino indicado”.

A aplicação do sistema foi realizada no carro elétrico chamado CaRINA I, do ICMC, um típico carrinho usado em campos de golfe. Ele foi equipado com uma câmera estéreo, que funcionou como sensor responsável pela percepção do veículo, um GPS para localização, uma unidade de medida inercial para orientação (equipamento que mede os eixos de deslocamento de um corpo), e os atuadores responsáveis por acelerar e esterçar o volante.

Antes de testar o sistema de navegação autônomo no CaRINA I, foi feito um trabalho de simulação do veículo, dos sensores e do ambiente. “Essas simulações permitiram verificar o sistema e desenvolver os algoritmos de forma segura sem comprometer os equipamentos. Também com simulação se pode efetuar um maior número de testes e cenários, assim mais pesquisadores poderão utilizar a plataforma e replicarem os experimentos”, ressalta o pesquisador.

Entre os diferenciais da sua pesquisa está a adoção de um modelo probabilístico de ocupação do espaço que permite atualização contínua da presença dos obstáculos.

“Os dados produzidos pela câmera estéreo acoplada no veículo geram ruídos e degradação à medida que os objetos estão mais afastados. Com esse modelo probabilístico, é possível modificar a certeza que se tem de um determinado conjunto de obstáculos à medida que o veículo se aproxima deles. Outro aspecto interessante é que o modelo é independente do sensor utilizado e permite a fusão de sensores desde que forneçam a informação da posição tridimensional”, aponta Klaser.

Segurança - A aplicação de veículos com sistema de navegação autônoma traz aumento da segurança na capacidade de operar de forma ininterrupta em atividades repetitivas e de risco operadas manualmente, segundo o pesquisador. “Há casos em que o risco das atividades e até mesmo as condições do ambiente as tornam perigosas, situações nas quais um veículo autônomo pode ser utilizado”.

Klaser ressalta que a tecnologia dos veículos autônomos já reflete na indústria automobilística e já pode ser usada pelas pessoas no seu dia a dia. “Uma quantidade crescente dos chamados sistemas de apoio ao motorista vêm sendo disponibilizados, como o estacionamento, avisos de pontos cegos nos retrovisores, controle de velocidade e até a frenagem em caso de iminência de colisão traseira”.

Texto: Hérika Dias - Agência USP de Notícias

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