CNPq: 60 anos de Ciência
Autor: Profº Sémebber Silva Lino. | Publicado: 2012-09-06T17:06:00-07:00





Robôs saem da ficção científica para a realidade

Instituto de pesquisa apoiado pelo CNPq desenvolve robôs dotados de técnicas de Inteligência ArtificialNo final da década 70 quando Bill Gates disse “um dia teremos um computador em cada escritório e em cada casa”, muitos não acreditaram nas palavras visionárias daquele adolescente. Mas o futuro chegou cedo, mostrando que não estamos tão longe de concretizar o que jovem Gattes dizia, já que atualmente, o número de computadores no mundo ultrapassa a escala de 1 bilhão de unidades e deve duplicar até 2014. A produção de novas tecnologias vem se apresentando tão consistente e promissora que o multimilionário dono da Microsoft, após mais de 30 anos participando dos avanços tecno-científicos, hoje faz uma previsão tão desafiante quanto a que deu no passado, a de que num futuro não muito distante, os robôs serão tão comuns nos lares quanto os computadores.

Se esta previsão é factível ou não, só o tempo nos dirá, mas se depender dos inúmeros grupos de pesquisas que trabalham diariamente para o avanço da robótica, esta aspiração em breve deixará de ser mera ficção. Um bom exemplo deste tipo de iniciativa foi a criação do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Sistemas Embarcados Críticos (INCT-SEC), que atualmente desempenha papel essencial no desenvolvimento de projetos na área da robótica inteligente.

Situado em São Carlos, São Paulo, com sede no Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC-USP), o INCT-SEC busca desenvolver tecnologias de ponta para serem adaptadas a fim de criar sistemas robóticos com inúmeras aplicações. Segundo o coordenador do grupo de trabalho para o desenvolvimento de Robôs Táticos, Fernando Osório, a equipe conta atualmente com cerca de 100 pesquisadores de diferentes áreas e instituições do país.

“Devido a este perfil interdisciplinar, desenvolvemos pesquisas em robótica nas diferentes frentes como, o uso de robôs para serviços de monitoramento e vigilância, para a exploração de ambientes perigosos, automatização no controle de veículos aéreos e terrestres, entre outras”, afirma Osório.

Robótica

O termo robótica foi cunhado pela primeira vez pelo escritor de ficção científica Isaac Asimov, em 1942, em seu livro “Eu, robô” (I, Robot). Porém, a idéia de um ser artificial, realizando tarefas para o ser humano fascina os pensadores há muito mais tempo. Foi o grande gênio Leonardo da Vinci, o primeiro a projetar um robô humanóide documentado. No projeto vemos um cavaleiro mecânico com corpo de armadura medieval aparentemente capaz de fazer vários movimentos similares aos humanos, como sentar-se, mover os braços, pescoço e maxilar.


Ninguém sabe ao certo se o italiano chegou a construir o robô em sua época, mas como tantos inventos humanos, os robôs hoje começam a sair do reino da ficção para alcançar a realidade. Segundo Osório, nestas últimas décadas a área da robótica avançou muito, principalmente em função dos novos recursos de&nbsp;hardware&nbsp;esoftware&nbsp;desenvolvidos.


Modelo baseado no projeto do robôde Leonardo da Vinci com mecanismos internos.



“Em termos de&nbsp;hardware, os computadores e dispositivos embarcados vêm sendo constantemente modernizados, tendo assim maior capacidade de processamento, consumindo menos energia e tendo muito mais autonomia. Além disto, novos dispositivos, mais baratos e poderosos tem surgido no mercado, como por exemplo, sensores infra-vermelho, laser, bússola eletrônica, GPS, acelerômetros, câmeras de vídeo, e toda uma série de novos dispositivos avançados que vem permitindo a criação de robôs cada vez mais sofisticados”, pontua o pesquisador.

Inteligência Artificial

&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;Apesar dos robôs já estarem muito presentes na indústria, principalmente automobilistica, o atual desafio do campo da robótica é o de desenvolver sistemas de controle mais inteligentes, no sentido de criar robôs capazes de executar tarefas mais complexas e de atuarem de modo cada vez mais autonômo.

“Nossa sociedade já vem utilizando robôs em diversos setores, mas estes possuem digamos ‘pouca inteligência’, como é o caso dos robôs industriais, de transporte de cargas, os tele operados para desmonte de explosivos, etc. A tecnologia utilizada nesses robôs é o primeiro passo em direção a projetos mais complexos e robustos. E é nisso em que estamos trabalhando, no desenvolvimento de robôs dotados de técnicas de Inteligência Artificial, que em vez de só repetirem uma seqüência de operações pré-definidas, passem a executar missões e tarefas de modo mais autônomo, sem um constante monitoramento e intervenção humana”, afirma Osório.

O especialista afirma que os robôs autônomos demandam o desenvolvimento de tecnologias sofisticadas, pois precisam de um computador embarcado que será o "cérebro" responsável pelo controle. Para os robôs se deslocarem, interagirem com as pessoas e com os elementos do ambiente onde estão inseridos é preciso que o computador adquira os dados dos sensores, processe estas informações, planeje e tome decisões e então envie comandos para os motores que controlam o movimento e a trajetória a fim de executar uma determinada tarefa. “E é ai que entra nosso trabalho, o de buscar tecnologias que dotem os robôs de sensibilidade espacial, visão computacional, identificação de objetos e repostas a sons, reconhecimento de padrões, sistemas inteligentes de apoio à decisão, entre outros tantos desafios”, declara.

Robôs ajudantes

O Instituto vem obtendo grandes resultados, principalmente em relação aos robôs táticos de monitoramento e segurança, que têm a missão de patrulhar ambientes fechados, como prédios, casas, depósitos e instalações industriais, buscando detectar situações anormais. A equipe desenvolveu um sistema de visão baseado na leitura de imagens térmicas. Segundo ele, uma câmera especial é capaz de ler a temperatura dos elementos do ambiente, e assim, detectar a emissão de calor, seja ele emitido por pessoas ou por objetos, como focos de calor ou mesmo princípios de incêndio.&nbsp;

“As imagens são adquiridas por uma câmera conectada a um computador, que é montado sobre o robô. Este computador trata automaticamente as informações e identifica os elementos presentes na cena, podendo emitir automaticamente um alerta de intrusão ou de incêndio. Esta câmera montada sobre um robô móvel, permite o deslocamento e inspeção do ambiente. O robô inclusive pode enxergar no escuro com este sensor de calor”, declara. O grupo vem trabalhando também com outros sensores especiais que permitem ao robô "enxergar" o ambiente por onde está passando, com sensores laser e câmeras de visão 3D.

Os robôs de monitoramento do Instituto podem ser controlados a distância, ou seja, tele-operados remotamente. A equipe já conseguiu controlar um robô localizado em São Carlos a partir de uma estação na PUC-RS em Porto Alegre. Além disto, os robôs possuem um sistema de controle autônomo, que permite que eles fiquem patrulhando o ambiente sem a intervenção humana, e só parem quando encontram uma situação anômala, podendo enviar um alerta pela Internet sem fio.

Os robôs inteligentes são dotados de um sistema monitor que impede que executem operações perigosas. “Os sensores do robô permitem identificar a presença de obstáculos e elementos do ambiente que possam estar em rota de colisão, e assim tomar ações para evitá-las. Portanto, apesar do operador enviar comandos, o robô irá "filtrar" estes comandos de modo a executar apenas ações seguras”, afirma.

&nbsp;Desafios

Atualmente o Instituto projeta robôs que se deslocam apenas em ambientes planos e fechados, porém trabalhos já estão em andamento, no sentido de aplicar novas tecnologias que façam os robôs executarem tarefas mais complexas como subir escadas, abrir e fechar portas, usar elevadores, assim como se auto-conectar para reabastecer. “O uso de um esquadrão multi-robótico visa, entre outras coisas, suprir estas deficiências, pois poderemos ter robôs espalhados no ambiente - em diferentes andares - e robôs se revezando no serviço à medida que algum robô esgote a carga de sua bateria”, diz.

O professor ressalta ainda a necessidade de impulsionar de forma mais plena a área da robótica, pois o Brasil atualmente não tem uma projeção impactante no cenário mundial. “Precisamos dominar estas novas tecnologias para que possamos passar de meros espectadores a atores no cenário internacional da robótica. Creio que é uma questão estratégica, de grande relevância econômica, e com fortes impactos sociais”, finaliza Osório.

&nbsp;IV Olimpíada Brasileira de Robótica edição 2011



A robótica é uma área fascinante e atualmente existem diversas iniciativas para estimular os jovens a ter um maior contato com a área. A Olimpíada Brasileira de Robótica (OBR) é um bom exemplo. Apoiada pelo CNPq, esta olimpíada busca animar os jovens a seguir carreiras científico-tecnológicas, identificar jovens talentosos, e promover debates e atualizações no processo de ensino-aprendizagem brasileiro. &nbsp;A olimpíada destina-se a todos os alunos de qualquer escola pública ou privada do ensino fundamental, médio ou técnico em todo o território nacional, e é uma iniciativa pública, gratuita e sem fins lucrativos. As inscrições já estão abertas. Para participar da IV Olimpíada Brasileira de Robótica, edição 2011 acesse:

http://www.obr.org.br/

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