Empresas conhecem veículos autônomos desenvolvidos no ICMC

Aproximação entre a universidade e iniciativa privada marcou evento de demonstração das tecnologias desenvolvidas pelo Laboratório de Robótica Móvel 

Veículos autônomos desenvolvidos no ICMC foram exibidos durante evento

Aproximar as empresas da universidade pode ter papel fundamental no desenvolvimento da pesquisa e da tecnologia. Foi pensando nisso que o Laboratório de Robótica Móvel (LRM) do Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da USP, em São Carlos, realizou um evento para apresentar algumas das tecnologias desenvolvidas na área de veículos autônomos. O encontro contou com cerca de 50 participantes de 20 empresas interessadas em conhecer de perto essa área de pesquisa, e também em estudar a possibilidade de firmar parcerias com a USP.

Os representantes das empresas foram recebidos na área 2 do campus pelos professores Denis Wolf, do ICMC, e Edson Kitani, da Fatec de Santo André, outra instituição que organizou o evento juntamente com a Escola Politécnica da USP. Wolf fez uma breve apresentação dos projetos desenvolvidos no LRM, como o CaRINA e o Caminhão Autônomo. “A pesquisa desenvolvida pelo LRM tem um grande potencial de contribuição social, reduzindo acidentes e ampliando a mobilidade de idosos e portadores de necessidades especiais. Considerando o interesse da indústria automotiva nesse assunto, é fundamental estabelecer um contato com os representantes desse segmento”, explica Wolf.

Wolf apresenta projetos para representantes de 19 empresas

Em sua apresentação, o professor Kitani debateu com os convidados fatos históricos que aceleraram o desenvolvimento da eletrônica veicular e de veículos inteligentes. O docente também comentou sobre os novos desafios da tecnologia na atualidade e a importância de estabelecer novas parcerias com as empresas.

“Esses acordos são interessantes pois conseguimos ter um bom intercâmbio de informações e ideias. Essas tecnologias vão agregar muito porque esse é o futuro do transporte. Poderemos traçar melhores rotas, distribuir melhor os pontos de parada e determinar quantos passageiros podemos levar”, conta Eduardo Iwai, chefe de produtos da Easy Taxi.

Após as palestras, os participantes puderam testar o carro e o caminhão nas ruas do campus. “Eventos como este são importantes para entender como a empresa pode se aproximar da universidade e contribuir nos aspectos que ela necessita. Quem ganha com isso é a tecnologia e a sociedade", revela Felipe Albaladejo, instrutor de treinamento da Jaguar/Land Rover.

Participantes puderam pegar carona em carro que anda sem motorista

“Acredito que o mais importante é ver a formação de especialistas na área aqui no Brasil e na USP, que é um centro de excelência em pesquisa. Esses profissionais são formados para que possamos desenvolver os trabalhos dentro do nosso contexto”, finaliza Argemiro Costa, gerente de pesquisa e desenvolvimento da Pirelli.

Texto: Henrique Fontes - Assessoria de Comunicação ICMC/USP

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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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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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E-mail: cristiano.santos@scania.com

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

Comissão de Informática do ICMC elege novo presidente e vice-presidente

Sousa e Wolf são, respectivamente, o novo presidente e vice-presidente da Comissão

O professor Fabrício Simeoni de Sousa foi eleito, em sessão realizada no último dia 25 de maio, o novo presidente da Comissão de Informática (CI) do Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da USP, em São Carlos. Na mesma sessão, também foi eleito como vice-presidente o professor Denis Wolf. Ambos comandarão a CI pelos próximos dois anos.

Fabrício Simeoni de Sousa possui graduação em matemática pela UNESP, mestrado e doutorado em ciências de computação e matemática computacional pela USP e pós-doutorado pela Delft University of Technology, localizada na Holanda. Sousa tem experiência na área de matemática aplicada, com ênfase em análise numérica, atuando, principalmente, na solução numérica de equações diferenciais via método de diferenças finitas e elementos finitos, aplicados à simulação de escoamentos de fluidos envolvendo fronteiras móveis.

Já o professor Denis Wolf é graduado em ciências de computação pela UFSCar, possui mestrado em ciências de computação e matemática computacional pela USP, doutorado em ciências de computação pela University of Southern California, nos Estados Unidos, e pós-doutorado pela USP. Atualmente, Wolf coordena o Laboratório de Robótica Móvel (LRM) do ICMC e tem interesse nas áreas de veículos autônomos, robótica móvel, aprendizado de máquina e visão computacional. 

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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 executa manobras de baliza

Pesquisa realizada no Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da USP, em São Carlos, conduzida pelo cientista da computação Marcos Gomes Prado, desenvolveu um sistema inteligente capaz de executar baliza, ou seja, manobras de estacionamento em veículos autônomos. O sistema pode localizar vagas de estacionamento, conceber uma trajetória e conduzir o veículo para a execução do percurso, estacionando na vaga.

Veículo autônomo dotado de sistema inteligente utilizado na pesquisa

O objetivo da dissertação de mestrado Planejamento de trajetória para estacionamento de veículos autônomos, orientada pelo professor Denis Fernando Wolf, foi desenvolver um sistema apto a planejar trajetórias viáveis de execução para veículos autônomos. O foco foi especificamente planejar as manobras para estacionamento em vagas que poderiam ser paralelas, perpendiculares ou diagonais, com 45 graus de angulação.

“Nesse trabalho foi utilizado um veículo elétrico dotado de sensores. Por meio dos sensores foi montado sistemas de localização, mapeamento e controle. Dessa forma, o veículo foi capaz de detectar espaços vagos ao seu redor e classificar esse espaço como uma possível vaga de estacionamento. Após encontrar um vaga, o sistema constrói uma trajetória que guia o veículo até dentro da vaga encontrada”, explica Prado.

Veículo autônomo é um tipo de robô móvel, que pode ser terrestre, aéreo ou aquático. Esse veículo pode perceber um ambiente semi-estruturado, por meio de sensores, e tomar decisões sem a intervenção humana. Desta forma, o veículo pode locomover-ser no ambiente usando as regras computacionais de seu sistema como parâmetro.

“Um ambiente semi-estruturado pode ser considerado um local previamente conhecido, com características bem definidas, mas que também pode sofrer modificações. Um exemplo, como foi utilizado no trabalho, pode ser um local específico para estacionamento. Nesse contexto pode-se considerar a existência de outros veículos, pessoas, paredes e esses são obstáculos que os sensores devem detectar”, explica Prado. No entanto, o estudo descartou outros obstáculos que não estariam presentes no contexto de estacionamento, limitando as possibilidades, que podem ser infinitas na vida real.

O desenvolvimento da pesquisa aconteceu no Laboratório de Robótica Móvel do ICMC da USP (LRM/ICMC/USP), local que abriga diversas pesquisas no campo da robótica móvel. A pesquisa foi desenvolvida no período de dois anos, com apoio da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes) e da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp). O planejamento de trajetória para estacionamento de veículos autônomos foi elaborado dentro de um projeto mais amplo, chamado de CARINA (Carro Robótico Inteligente para Navegação Autônoma).

Todas as pesquisas relacionadas ao CARINA são desenvolvidas pelo Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Sistemas Embarcados Críticos (INCT-SEC) que tem sede no ICMC recebem financiamento da Fapesp, da Coordenação de Aperfeiçoamento Pessoal em Nível Superior (Capes) e Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq).

“O sistema desenvolvido poderia ser aplicado em veículos de passeio, como o intuito de tornar mais fácil a tarefa de estacionar um veículo. Além disso, o sistema pode ser modificado e utilizado em veículos autônomos para resolver o problema de planejamento de trajetória para tarefas específicas”, explica Prado, em referência às possibilidades de aplicação do sistema desenvolvido. O diferencial do trabalho é o fato de um mesmo sistema tratar os três tipos de vagas: paralela, perpendicular e diagonal. “A visão geral da criação de veículos autônomos, que também está presente neste trabalho, é auxiliar o condutor ou até mesmo substituí-lo visando melhor comodidade, segurança e acessibilidade. Pessoas idosas e pessoas com necessidades especiais serão beneficiadas com esse tipo de trabalho”, conclui.

Texto: Rúvila Magalhães - Agência USP de Notícias

Foto: Divulgação

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