Projeto Robot Packing

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    19-Oct-2014
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Ao mesmo tempo em que a autonomia de robôs pessoais e domésticos aumenta, cresce a necessidade de interação dos mesmos com o ambiente. A interação mais básica de um robô com o ambiente é feita pela percepção deste e sua navegação. Para uma série de aplicações não é prático prover modelos geométricos válidos do ambiente a um robô antes de seu uso. O robô necessita, então, criar estes modelos enquanto se movimenta e percebe o meio em que está inserido através de sensores. Ao mesmo tempo é necessário minimizar a complexidade requerida quanto a hardware e sensores utilizados. No presente trabalho, é apresentado um projeto para um robot packing, definindo seu ambiente e seus comportamentos. Palavras-chave: Robot Packing, Sistemas Multiagentes.

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A segurana na internet e uso da tecnologia de firewalls

SISTEMAS DE INFORMAO

ERIVAN DE SENA RAMOS

JOS RILDO LESSA

ROBOT PACKING

Fortaleza

2009

ERIVAN DE SENA RAMOS

JOS RILDO LESSA

ROBOT PACKING

Trabalho apresentado ao Curso de Sistemas de Informao da Faculdade Integrada do Cear como requisito para obteno da nota de AVII, da disciplina de Sistemas Multiagentes. Sob a orientao do Professor Ms. Cludio Olany Alencar de Oliveira.

Fortaleza

2009

RESUMO

Ao mesmo tempo em que a autonomia de robs pessoais e domsticos aumenta, cresce a necessidade de interao dos mesmos com o ambiente. A interao mais bsica de um rob com o ambiente feita pela percepo deste e sua navegao. Para uma srie de aplicaes no prtico prover modelos geomtricos vlidos do ambiente a um rob antes de seu uso. O rob necessita, ento, criar estes modelos enquanto se movimenta e percebe o meio em que est inserido atravs de sensores. Ao mesmo tempo necessrio minimizar a complexidade requerida quanto a hardware e sensores utilizados. No presente trabalho, apresentado um projeto para um robot packing, definindo seu ambiente e seus comportamentos.

Palavras-chave: Robot Packing, Sistemas Multiagentes.

ABSTRACT

As the autonomy of personal service robotic systems increases so has their need to interact with their environment. The most basic interaction a robotic agent may have with its environment is to sense and navigate through it. For many applications it is not usually practical to provide robots in advance with valid geometric models of their environment. The robot will need to create these models by moving around and sensing the environment, while minimizing the complexity of the required sensing hardware. This work proposes a design for a robot packing, setting environment and behavior.

Keywords: Robot Packing; Systems Multiagentes

LISTA DE FIGURAS

FIGURA 1 - Robart I, Robart II e Robart III 08

FIGURA 2 - Rob Sojourner 09

SUMRIO

1 INTRODUO 06

1.1 Histrico 07

2 OBJETIVOS 10

2.1 Objetivo geral 10

2.2 Objetivos especficos 10

3 ROB PACKING 11

3.1 Ambiente 11

3.1.1 Caractersticas do ambiente 12

3.1.1.1 Comunicao 13

3.1.1.1 Coordenao 14

3.2 Robs 14

3.2.1 Sensores 15

3.2.2 Atuadores 16

3.2.3 Comportamento 16

4 CONCLUSO 18

REFERNCIAS UTILIZADAS 19

INTRODUO

A Robotic Industries Association (RIA) define um rob como sendo um manipulador programvel multi-funcional capaz de mover materiais, partes, ferramentas ou dispositivos especficos atravs de movimentos variveis programados para realizar uma variedade de tarefas

Esta definio descreve toda uma categoria de mquinas. Desta forma, qualquer equipamento capaz de ser programado de alguma forma considerado um rob. A indstria j utiliza esta tecnologia como substituta da mo-de-obra humana, em especial onde h riscos envolvidos.

Pode-se distribuir os robs em geraes segundo sua complexidade:

Primeira Gerao: So robs tipicamente utilizados em ambientes industriais, desprovidos de "inteligncia" seno aquela programada. O mundo onde atuam deve ser preparado pois eles no so capazes de perceber os objetos ao seu redor com exatido. Poucos utilizam um computador dedicado embarcado. No entanto, ainda so usados em fbricas devido ao aumento de produtividade e qualidade do produto gerado e da durabilidade. Tendem a desaparecer medida que as exigncias em termos de produtividade e velocidade aumentarem ainda mais

Segunda Gerao: A rpida expanso do mercado de semicondutores fez com que computadores se tornassem produtos baratos o suficiente para equipar robs. Isto permitiu um avano significativo pois mquinas anteriormente muito limitadas puderam ser equipadas com controladores que permitiram clculos em tempo real e controle mais preciso dos atuadores ao longo de trajetrias. Sensores de fora, torque e proximidade puderam ser integrados proporcionando maior adaptabilidade e preciso ao trabalho desempenho pelo rob em seu ambiente. Entre as aplicaes esto, pintura, montagem e soldagem.

Terceira Gerao: Representam os modelos mais avanados hoje disponveis. Caracterizam-se por incorporarem mltiplos processadores, cada um deles funcionando de forma assncrona e independente dos demais. Tambm possuem sistemas supervisores e de controle destes processadores utilizando funes de alto nvel. So capazes de se comunicarem com outros sistemas.

Todo rob, mvel ou no, possui caractersticas estruturais em comum, tais como:

Manipulador: parte mecnica mvel do rob; geralmente representado por uma garra.

Atuador: dispositivo responsvel pela movimentao do manipulador, os atuadores so responsveis por atuarem no mundo fsico. Eles representam esta interface.

Sensor: dispositivo sensorial do rob. ele que "sente" o mundo ao seu redor. Representa a outra "ponta" do par sensor-atuador. Assim como o dispositivo atuador, uma parte vital para o bom funcionamento de qualquer rob, pois o mundo do rob restringe-se s interfaces

1.1 Histrico

O interesse pela mobilidade de robs teve incio com hobistas das reas de eltrica/eletrnica. Estes entusiastas construram seus primeiros prottipos impulsionados pela curiosidade. Compostos a partir de peas de equipamentos como rdios, televisores e pequenos motores, tinham como inspirao os filmes de fico cientfica da poca. Estes modelos tambm tinham em comum a imitao da forma humana (antropomrficos), a teleoperao e o total desprovimento de "inteligncia"

A partir do final da dcada de 70 e incio dos anos 80, comearam a aparecer projetos srios para aplicaes como patrulhamento de ambientes, transporte de carga, segurana, explorao, entre outros, quase sempre patrocinados por rgos militares, governamentais ou grandes empresas.

Percebeu-se a um importante nicho ainda inexplorado e de grande futuro se ns pensarmos no enorme potencial econmico disto. Tambm alimentou o sonho de tornar realidade mquinas queo cinema imortalizou na srie Star Wars, como o andride C3PO e o rob R2D2.

Um dos primeiros modelos a obter sucesso foi o Robart I, desenvolvido pela marinha norteamericana entre os anos de 1980 e 1982. Este rob tinha como funo patrulhar ambientes fechados a procura de situaes indesejveis, tais como indcios de incndio e vestgios de intrusos .

Aplicaes como estas foram escolhidas para demonstrar a utilidade destas funes livrando pessoas destas tarefas e para provar que no eram necessrios dispositivos avanados, reduzindo a complexidade de todo sistema. Estes modelos j exibiam caractersticas como fuso sensorial e dispositivos sintetizadores de voz para anncio destas situaes indesejveis detectadas. Tambm eram capazes de encontrar sozinhos para a recarga da bateria pontos previamente configurados com base na troca de sinais de rdio entre o rob e esta central. Os modelos seguintes, Robart II (1982-1992) e III (1992), eram mais avanados, possuindo processamento distribudo de cada grupo desensores, planejamento de trajetria, criao de mapas do ambiente, utilizao de cmeras de vdeo para a transmisso de imagens e muitos mais.

FIGURA 1 - Robart I, Robart II e Robart III

O desenvolvimento prosseguiu com a adio de novos tipos de sensores, atuadores e programas de controle tornando-os cada vez mais autnomos e precisos na realizao de suas tarefas. Tambm passaram a ser utilizados em outros ambiente alm do terrestre. Robs para explorao submarina como aqueles utilizados na descoberta de naufrgios famosos e robs para o patrulhamento areo, como os avies espies Predator norte-americanos usados na guerra do golfo. Ou seja, robs permeiam praticamente todas as atividades humanas dos dias de hoje, mesmo sem nos darmos conta disso.

Da limpeza de ambientes aviao, das agncias bancrias aos supermercados tudo possui mquinas programveis para facilitar a vida das pessoas. Existem hoje robs extremamente avanados. A evoluo nesta rea surpreendente. O caso mais famoso de projeto bem sucedido o rob Sojourner. Construdo pelo Jet Propulsion Laboratory (JPL) do Instituto de Tecnologia da Califrina em parceria com a NASA e enviado a Marte com o objetivo de explorar as caractersticas do terreno deste planeta e realizar experimentos cientficos. Esta misso foi a primeira de uma srie de outras planejadas. Estes robs podem ser considerados o estado da arte na rea de robtica mvel autnoma. Uma vez lanados e em rbita, pouco pode ser feito em caso de falhas.

FIGURA 2 - Rob Sojourner

A viagem do Sojourner levou sete meses. Durante este perodo de tempo, tudo que os tcnicos responsveis pela misso tinham a sua disposio eram dados de telemetria. A interveno (envio de comandos por exemplo) tambm era possvel, apesar do longo intervalo de tempo necessrio para isto, entre 6 e 41 minutos.

2 OBJETIVOS

2.1 OBJETIVO GERAL

O objetivo dessa pesquisa entender e esclarecer os fundamentos da comunicao e interao de agentes inteligentes; aplicando conceitos na modelagem do projeto de um robot packing, atravs de um estudo realizado por meio de um levantamento bibliogrfico. Esse trabalho caracterizado como uma pesquisa conceitual, e visa contribuir na aplicabilidade do conjunto de princpios da disciplina de Sistemas Multiagentes.

2.2 OBJETIVOS ESPECFICOS

Pesquisar aspectos relacionados robtica mvel de acordo com os preceitos da disciplina de Sistemas Multiagentes.

Estudar aspectos relacionados projetos de modelagem e construo de um robot packing.

Projetar ambiente, robs e comportamentos, identificando sensores e atuadores.

ROBOT PACKING

O presente projeto pretende apresentar uma simulao para um domnio bidimensional, onde robs devem mover pacotes em direo ao dest