Prof. Dr. Eng. Fernando Passold
VI Semana Acadêmica/Curso de Física – UPF (26/10/2011)
1quarta-feira, 26 de outubro de 11
Avanços na área de Robótica Industrial & Robótica Móvel
Prof. Dr. Eng. Fernando Passold
VI Semana Acadêmica/Curso de Física – UPF (26/10/2011)
1quarta-feira, 26 de outubro de 11
Prof. Dr. Eng. Fernando Passold
Avanços na área de Robótica Industrial & Robótica Móvel
2quarta-feira, 26 de outubro de 11
Prof. Dr. Eng. Fernando Passold
Tendência Atual:• Robôs Manipuladores mais rápidos e
leves;• Colônias de Robôs (usando nano-
robôs);• Uso com Etiquetas RFID• Uso em Sensoriamento Remoto• Uso de Métodos de Otimização• Inclusão de Algoritmos de
Aprendizado• Uso de Processamento de Imagens
Avanços na área de Robótica Industrial & Robótica Móvel
2quarta-feira, 26 de outubro de 11
ALGUMAS DEFINIÇÕES...Seguem
3quarta-feira, 26 de outubro de 11
Origem da palavra “robot”:
La palabra "robot" viene de la obra de Karel Capek, RUR (Rossum's Universal Robots), escrito en 1920, en la lengua checa y estrenada 1921. En la obra, la palabra se refiere a las formas de vida creadas artificialmente. Robots con nombre en la obra son: Mario, Sila; Radio; Primus y Helena. Los robots de Capek son máquinas biológicas que se ensamblan, en contraposición a crecido o nacido
Definições
4
4quarta-feira, 26 de outubro de 11
A palavra “robot”:
La palabra "robot" viene de la obra de Karel Capek, RUR (Rossum's Universal Robots), escrito en 1920, en la lengua checa y estrenada 1921. En la obra, la palabra se refiere a las formas de vida creadas artificialmente. Robots con nombre en la obra son: Mario, Sila; Radio; Primus y Helena. Los robots de Capek son máquinas biológicas que se ensamblan, en contraposición a crecido o nacido
Definições
5
1954: Programmed ArBcle Transfer
George Charles Devol, Jr. foi o inventor do primeiro robô industrial, chamado Unimate (Universal AutomaBon ). Ele fundou a primeira fábrica de robôs: UnimaBon robot. Era uu robô de manipulação de materiais e logo foi seguido pelos robôs de solda e outras aplicações.
5quarta-feira, 26 de outubro de 11
Tipos de Robôs:
• Manipulador • Móvel manipulado (ou teleguiado)• Móvel autônomo
6quarta-feira, 26 de outubro de 11
1978: PUMA (Programmable Universal Machine for Assembly)
Em 1975, A Unimation mostrou seus primeiros resultados. Em 1978, o robô PUMA (Programmable Universal Machine para la Asamblea General) foi desenvolvido pela Unimation de Vicarm (Víctor Scheinman) com apoio da General Motors.
Robôs Manipuladores Primeiros Passos
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7quarta-feira, 26 de outubro de 11
Principal “cliente”: Indústria Automotiva
8
Robôs Manipuladores (Industriais):
8quarta-feira, 26 de outubro de 11
Principal “cliente”: Indústria Automotiva
8
Robôs Manipuladores (Industriais):
8quarta-feira, 26 de outubro de 11
9quarta-feira, 26 de outubro de 11
[email protected] DE ROBÔS MANIPULADORES 9
9quarta-feira, 26 de outubro de 11
[email protected] DE ROBÔS MANIPULADORES 9
9quarta-feira, 26 de outubro de 11
[email protected] DE ROBÔS MANIPULADORES 9
9quarta-feira, 26 de outubro de 11
[email protected] DE ROBÔS MANIPULADORES 9
9quarta-feira, 26 de outubro de 11
Parallel kinemaBc machine:Acelerações até 10G!
KUKA light weight robot arm: 7 d.o.f. relação peso x capacidade de carga: 1:1(antes, `pico: 4:1, 3:1)
10quarta-feira, 26 de outubro de 11
TIPOS DE ROBÔS MANIPULADORES: TENDÊNCIAS10
Parallel kinemaBc machine:Acelerações até 10G!
KUKA light weight robot arm: 7 d.o.f. relação peso x capacidade de carga: 1:1(antes, `pico: 4:1, 3:1)
10quarta-feira, 26 de outubro de 11
• => 92% Controle de Posição
Montagem chasis de carros;
Soldas;
Pintura;
Cortes;
Paletização.
Robôs Manipuladores• 90% Industria automotora.
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11quarta-feira, 26 de outubro de 11
• => 92% Controle de Posição
Montagem chasis de carros;
Soldas;
Pintura;
Cortes;
Paletização.
Robôs Manipuladores• 90% Industria automotora.
11
92%
8%
PosiçãoForça
11quarta-feira, 26 de outubro de 11
Robôs Manipuladores
90% Controle de Posição.
8% Equipados com sensor de força.
Força Posição
12quarta-feira, 26 de outubro de 11
Robôs Manipuladores
90% Controle de Posição.
8% Equipados com sensor de força.
8%
92%
Força Posição
12quarta-feira, 26 de outubro de 11
Robô Manipulador• Tendência atual:
– Robôs flexíveis;
– rápidos;
– leves;
– programado por demonstração (capacidade de aprendizado – requer sensor de força).
– alguns com sensor de força (bastante caro $$$)
13
Testes realizados durante tese doutorado —> Controle de Força no eixo Z (robô compensando para 200 gr de pressão / 200 N): “Controle Neural de Posição e Força em Manipuladores Robóticos”, Fernando Passold, Dr.Eng. Thessis, DAS/UFSC (2004). Video: http://usuarios.upf.br/~fpassold/SCARA/index.html
13quarta-feira, 26 de outubro de 11
Controle de Força(Recente, industrialmente > 2007)
Robôs Manipuladores
14
Polimento de molde de garrafa PET
Robô cujo efetuador final é uma ferramenta abrasiva no formato de bola
14quarta-feira, 26 de outubro de 11
Controle de Força(Recente, industrialmente > 2007)
Robôs Manipuladores
15
Polimento de molde de garrafa PET
Robô cujo efetuador final é uma ferramenta abrasiva no formato de bola
15quarta-feira, 26 de outubro de 11
Controle de Força(Recente, industrialmente > 2007)
Robôs Manipuladores
15
Polimento de molde de garrafa PET
Robô cujo efetuador final é uma ferramenta abrasiva no formato de bola
15quarta-feira, 26 de outubro de 11
Controle de Força(Recente, industrialmente > 2007)
Robôs Manipuladores
15
Polimento de molde de garrafa PET
Robô cujo efetuador final é uma ferramenta abrasiva no formato de bola
15quarta-feira, 26 de outubro de 11
Controle de Força(Recente, industrialmente > 2007)
Robôs Manipuladores
15
Polimento de molde de garrafa PET
Robô cujo efetuador final é uma ferramenta abrasiva no formato de bola
15quarta-feira, 26 de outubro de 11
Controle de Força(Recente, industrialmente > 2007)
Robôs Manipuladores
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Polimento de molde de garrafa PET
Robô cujo efetuador final é uma ferramenta abrasiva no formato de bola
16quarta-feira, 26 de outubro de 11
Controle de Força(Recente, industrialmente > 2007)
Robôs Manipuladores
16
Polimento de molde de garrafa PET
Robô cujo efetuador final é uma ferramenta abrasiva no formato de bola
Diagrama em blocos do sistema de controle de posição/força.
16quarta-feira, 26 de outubro de 11
Controle de Força(Recente, industrialmente > 2007)
Robôs Manipuladores
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Resultado do Polimento de molde de garrafa PET
Robô cujo efetuador final é uma ferramenta abrasiva no formato de bola
17quarta-feira, 26 de outubro de 11
Controle de Força(Recente, industrialmente > 2007)
Robôs Manipuladores
17
Resultado do Polimento de molde de garrafa PET
Robô cujo efetuador final é uma ferramenta abrasiva no formato de bola
17quarta-feira, 26 de outubro de 11
Controle de Força(Recente, industrialmente > 2007)
Robôs Manipuladores
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Resultado do Polimento de molde de garrafa PET
Robô cujo efetuador final é uma ferramenta abrasiva no formato de bola
CAD/CAM-based position/force controller for a mold polishing robot,Fusaomi Nagata a,*, Tetsuo Hase b, Zenku Haga b, Masaaki Omoto b, Keigo Watanabe c,Mechatronics 17 (2007) 207–216.
18quarta-feira, 26 de outubro de 11
Controle de Força(Recente, industrialmente > 2007)
Robôs Manipuladores
18
Resultado do Polimento de molde de garrafa PET
Robô cujo efetuador final é uma ferramenta abrasiva no formato de bola
Respostas do sistema.
CAD/CAM-based position/force controller for a mold polishing robot,Fusaomi Nagata a,*, Tetsuo Hase b, Zenku Haga b, Masaaki Omoto b, Keigo Watanabe c,Mechatronics 17 (2007) 207–216.
18quarta-feira, 26 de outubro de 11
Robô Manipulador• Tendência atual:
– Robôs flexíveis;
– Cadeia Cinemática Paralela;
– Rápidos;
– Leves;
– Programado por demonstração (capacidade de aprendizado – requer sensor de força).
– Alguns com sensor de força (bastante caro $$$)
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Outros videos:YouTube: The easy way of programming ABB robots (.mp4)This video shows a lead through programming and automaBc path learning method based on the Force Control Technology (hkp://www.youtube.com/watch?v=acJ3WDnoDCM)
19quarta-feira, 26 de outubro de 11
Robô Manipulador
Tendências atuais:Uso do sensor de força:
Tarefas de polimento;
Desbaste;
Inserção de peças
20
ATI Industrial Automation's Six-Axis Force/Torque Sensors are utilized in ABB's RobotWare Assembly FC. RW Assembly FC adds sensor feedback to the robot's positioning and allows the robot to search for the correct assembly position. Forces and torques are measured by the sensor at the wrist of the robot giving it a tactile sense of touch. ATI's Sensors and ABB's system makes it possible to automate tasks which earlier required skilled personnel or complex assembly machines. Visit www.ati-ia.com for more information.YouTube: http://www.youtube.com/watch?v=4Ro6rQbePqE (07/04/2009)
20quarta-feira, 26 de outubro de 11
Robô Manipulador
Tendências Atuais:Uso na Industria de Alimentos
21
ABB Robots installed by RG Luma are helping specialist food company Honeytop to speed up its pancake production and improve health, safety & hygiene. William Eid a director of Honeytop comments "This is our first investment in robotics technology and we have not experienced a single issue since the installation 6 months ago"YouTube: http://www.youtube.com/watch?v=wg8YYuLLoM0&NR=1 (23/09/2009)
21quarta-feira, 26 de outubro de 11
Robô Manipulador
Tendências Atuais:Uso na Industria de Alimentos
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Video Courtesy of Adept technology and via RobotBuzz – This robot has broken the 300 cycle per minute barrier for a Pick and Place robot.YouTube: http://www.youtube.com/watch?v=u6KW8fIBjr8 (03/11/2009)
22quarta-feira, 26 de outubro de 11
Tendências Atuais:Tarefas CooperaBvas (entre robôs)
RobôManipulador
ABB Robot -‐ CinterMex 2005YouTube: hkp://www.youtube.com/watch?v=R7jNOYjCDTY (26/06/2006) 23
23quarta-feira, 26 de outubro de 11
Robó8ca Industrial: TendênciasPick-‐and-‐Place + visão computacional
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24quarta-feira, 26 de outubro de 11
Robôs Móveis Tele-‐operados
25quarta-feira, 26 de outubro de 11
Robôs Móveis AutônomosCaracterísticas:
• Mobilidade;
• Autonomia;
• Certa “inteligência”;
• Braço manipulador (“garra”)?
26quarta-feira, 26 de outubro de 11
AGVs: Automated Guided Vehicles
Robôs Móveis na Industria
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Combinação braço manipulador + plataforma móvel.
Mescla navegação autônoma + carga/descarga manual
27quarta-feira, 26 de outubro de 11
Tipos/Aplicações Robôs Móveis:
• Aquáticos;
• Aéreos;
• Exploração Espacial;
• Uso em Agricultura e Eng. Florestal;
• Uso em Construção Civil;
• Uso em ambientes perigosos;
• Em mineração
• Para busca e resgate;
• Veículos inteligentes;
• En Medicina – integração em procedimentos cirúrgicos;
• Em reabilitação e saúde;
• Domésticos (entretenimento)
• Fins Educativos.
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28quarta-feira, 26 de outubro de 11
Haga clic para modificar el esBlo de texto del patrón
Robôs Móveis Aquá8cos
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29quarta-feira, 26 de outubro de 11
...
Robôs Móveis Aéreos:UAVs
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30quarta-feira, 26 de outubro de 11
.
Robôs (Móveis):Exploração Espacial
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31quarta-feira, 26 de outubro de 11
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Robôs (Móveis):Exploração Espacial
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32quarta-feira, 26 de outubro de 11
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Robôs (Móveis):Exploração Espacial
32
32quarta-feira, 26 de outubro de 11
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Robôs (Móveis): Uso em Eng. Florestal
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33quarta-feira, 26 de outubro de 11
Robôs (Móveis):Construção Civil
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34quarta-feira, 26 de outubro de 11
Robôs (Móveis):em Mineração
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35quarta-feira, 26 de outubro de 11
.
Robôs:Área de Reabilitação (fisioterapia)
36
36quarta-feira, 26 de outubro de 11
Robôs:Área de Reabilitação (fisioterapia)
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37quarta-feira, 26 de outubro de 11
Aspirador de pór:
Samsung no es nueva en esto de crear aspiradoras raritas, pero el úlBmo diseño de la compañía espera plantar cara a nuestra adorada Roomba, auténBco peso pesado en el segmento de los chupópteros automaBzados. La Hauzen VC-‐RE70V equipa en su atracBvo chasis exterior una cámara con la que puede ver lo que Bene a su alrededor, y (aquí viene lo bueno) mapear habitaciones enteras para memorizar su propio mapa de tu apartamento. Al igual que la Automower (¿Benes ya la tuya?) este cacharro también sabe correr directamente a su base cuando toca recargar las baterías, por lo que nunca tendrás que preocuparte de comprar pilas. Una excusa menos para sacar la escoba antes de que venga la suegra.
Robôs“Domés8cos”
38
38quarta-feira, 26 de outubro de 11
Aspirador de pór:
Samsung no es nueva en esto de crear aspiradoras raritas, pero el úlBmo diseño de la compañía espera plantar cara a nuestra adorada Roomba, auténBco peso pesado en el segmento de los chupópteros automaBzados. La Hauzen VC-‐RE70V equipa en su atracBvo chasis exterior una cámara con la que puede ver lo que Bene a su alrededor, y (aquí viene lo bueno) mapear habitaciones enteras para memorizar su propio mapa de tu apartamento. Al igual que la Automower (¿Benes ya la tuya?) este cacharro también sabe correr directamente a su base cuando toca recargar las baterías, por lo que nunca tendrás que preocuparte de comprar pilas. Una excusa menos para sacar la escoba antes de que venga la suegra.
Robôs“Domés8cos”
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39quarta-feira, 26 de outubro de 11
Robôs Modulares e auto-reconfiguráveis.
Robôs Móveis:Outras Tendências:
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40quarta-feira, 26 de outubro de 11
Robôs Modulares e auto-reconfiguráveis.
Robôs Móveis:Outras Tendências:
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41quarta-feira, 26 de outubro de 11
> Estudo de algoritmos de Localização e Mapeamento Simultâneo (indoor, outdoor).
> Aprendizado de Máquina.
> Colônia de Robôs (comportamento cooperativo, sinergia entre agentes inteligentes: stigmetry).
Robôs MóveisÁrea Acadêmica
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42quarta-feira, 26 de outubro de 11
> Estudo de algoritmos de Localização e Mapeamento Simultâneo (indoor, outdoor).
> Aprendizado de Máquina.
> Colônia de Robôs (comportamento cooperativo, sinergia entre agentes inteligentes: stigmetry).
Robôs MóveisÁrea Acadêmica
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Texto
43quarta-feira, 26 de outubro de 11
> Estudo de algoritmos de Localização e Mapeamento Simultâneo (indoor, outdoor).
> Aprendizado de Máquina.
> Colônia de Robôs (comportamento cooperativo, sinergia entre agentes inteligentes: stigmetry).
Robôs MóveisÁrea Acadêmica
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44quarta-feira, 26 de outubro de 11
Colônia de Robôs• Grupo de “agentes” (no caso, robôs
móveis que podem ser todos homogêneos – “swarm” ou heterogêneos) que trabalham de forma colaboraBva e cooperaBva resultando num comportamento próprio de um grupo (ou comunidade), similar ao que ocorre em comunidades de insetos como as formigas.
• Podem ser implementados usando abordagem de MulB-‐agentes1 (daí a referencia anterior a agentes).
1 Novo paradigma da área de Inteligência ArBficial.
45quarta-feira, 26 de outubro de 11
Colônia de Robôs• Grupo de “agentes” (no caso, robôs
móveis que podem ser todos homogêneos – “swarm” ou heterogêneos) que trabalham de forma colaboraBva e cooperaBva resultando num comportamento próprio de um grupo (ou comunidade), similar ao que ocorre em comunidades de insetos como as formigas.
• Podem ser implementados usando abordagem de MulB-‐agentes1 (daí a referencia anterior a agentes).
1 Novo paradigma da área de Inteligência ArBficial.
45quarta-feira, 26 de outubro de 11
Colônia de Robôs• Grupo de “agentes” (no caso, robôs
móveis que podem ser todos homogêneos – “swarm” ou heterogêneos) que trabalham de forma colaboraBva e cooperaBva resultando num comportamento próprio de um grupo (ou comunidade), similar ao que ocorre em comunidades de insetos como as formigas.
• Podem ser implementados usando abordagem de MulB-‐agentes1 (daí a referencia anterior a agentes).
1 Novo paradigma da área de Inteligência ArBficial.
46quarta-feira, 26 de outubro de 11
MulB-‐agentes
• Paradigma recente da área de IA;• Visa introduzir robustez ao sistema.
Extraído de: Modeling the Ambient Intelligence ApplicaBonSystem: Concept, So�ware, Data, and Network Chen Rui, Hou Yi-‐bin, Member, IEEE, Huang Zhang-‐qin, Member, IEEE; IEEE TRANSACTIONS ON SYSTEMS, MAN, AND CYBERNETICS—PART C: APPLICATIONS AND REVIEWS, VOL. 39, NO. 3, MAY 2009 and He Jian
47quarta-feira, 26 de outubro de 11
Inteligência ArBficial | Aprendizado
48quarta-feira, 26 de outubro de 11
Possíveis Aplicações• Controle Automa8zado de estoque:Usando tags RFID + robôs móveis* à– Localizar mercadorias,– Definir posicionamento das mercadorias (função da sazonalidade, espaço manobras, período de tempo até liberação – problema de oBmização).• Ex: Supermercado (mais restrições: controle de prazos de validade, questões de markeBng).Ex: Porto Seco: agilizar despacho mercadorias.
– Levar em conta idiossincrasias dos operadores? (sistema com capacidade de aprendizado).
– *Pode ser um (ou mais) ponte(s) rolante(s) automaBzada (robô de Gantry).
49quarta-feira, 26 de outubro de 11
Possíveis Aplicações
• Robôs para Coleta Remota de amostras biológicas e geológicas
• Controle ecológico, exploração de minerais.• 1 único ou uma colméia.
Robô tuna (MIT)
50quarta-feira, 26 de outubro de 11
Possíveis Aplicações• Robôs para Verificações (Manutenção PrevenBva)
• Verificar estado de pás de grandes turbinas, de oleodutos, ...
• Realizar inspeção de linhas de transmissão aéreas, de túneis aquáBcos (hidroelétricas), ...
• Esperado incremento brutal com chegada dos nano-‐robôs):
51quarta-feira, 26 de outubro de 11
Possíveis Aplicações• Robôs automaBzação de portos maríBmos (ou mesmo secos). Inclui empilhadeiras, guindastres e mesmo caminhões.
Austrália: Porto de Brisbane.hkp://www.patrick.com.au/IRM/Content/technology/autostrad.html.
52quarta-feira, 26 de outubro de 11
Possíveis Aplicações• Robôs automaBzação de portos maríBmos (ou mesmo secos). Inclui empilhadeiras, guindastres e mesmo caminhões.
Austrália: Porto de Brisbane.hkp://www.patrick.com.au/IRM/Content/technology/autostrad.html.
• 18 autonomous
straddle carriers;• Contêineres de até 65 TONS;• Até 30 Km/h + 120 TONS;• 30 contêineres/hora.• Sem incidentes (2005 – 2007)
52quarta-feira, 26 de outubro de 11
Robôs (Móveis):em Automação Portuária
53
Porto de Brisbane, AustráliaDesde 2005. 18 Guindastres automaBzados;120 ton @ 30 km/h;30 conteiners/hora.
53quarta-feira, 26 de outubro de 11
Possíveis Aplicações• Robôs uso na Agricultura:
• Agricultura de precisão, controle de pragas, pulverização e colheitas automaBzadas, etc.
54quarta-feira, 26 de outubro de 11
Possíveis Aplicações
• Sensoriamento Remoto:
• Coleta (remota) de dados atmosféricos (prevenção de alagamentos);
• Coleta (remota) de condições tráfego (contador de carros, detecção incidentes – possível uso de câmeras + sensores induBvos);
• Supervisão de cabeças de gado no campo (usando eBquetas RF-‐ID, Wi-‐Max)
55quarta-feira, 26 de outubro de 11
Detecção de faixas na pista (mantêm condução ou alerta para saída de faixa - motorista sonolento!?).
Detecção de veículos na contramão (perigo).
Leitura (reconhecimento), interpretação e alertas automáticos (“inteligentes”) relacionados com sinalização da estrada.
Detecção de aproximação muita rápida contra carro seguinte.
Veículos “inteligentes”
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56quarta-feira, 26 de outubro de 11
Detecção de faixas na pista (mantêm condução ou alerta para saída de faixa - motorista sonolento!?).
Detecção de veículos na contramão (perigo).
Leitura (reconhecimento), interpretação e alertas automáticos (“inteligentes”) relacionados com sinalização da estrada.
Detecção de aproximação muita rápida contra carro seguinte.
Veículos “inteligentes”
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57quarta-feira, 26 de outubro de 11
INFORMAÇÕES PESSOAISFernando Passold
60quarta-feira, 26 de outubro de 11
Fernando Passold
• Eng. Elétrica, UFSC, 1989.
• Msc.Eng. UFSC/Eng. Elétrica/Biomédica, 1995
• Dr. Eng. UFSC/Eng. Elétrica/Dept. Automação de Sistemas (DAS), 2004
• Prof. Titular I, Universidade de Passo Fundo (desde 1995).
• Prof. Colaborador, Eng. Eletrônica (08/2008 – 02/2010) na Universidade Católica de Valparaíso (Chile).
Interesses atuais:• Robótica Móvel;• Colônia de Robôs;• Sensoriamento Remoto;• Aprendizagem por máquinas.
61quarta-feira, 26 de outubro de 11
• Palavras-‐chave: – Inteligência Computacional; Redes Neurais Ar=ficiais;
Robôs Manipuladores; Controle de posição; Controle de força.
• Áreas de Aplicação: – Engenharia Elétrica : Eletrônica Industrial, Sistemas e
Controles Eletrônicos, Controle de Processos Eletrônicos, Retroalimentação.
– Engenharia Mecânica: Processos de Fabricação, Robo=zação. Indústria Metal-‐Mecânica; de Controle de Qualidade e Produ=vidade; Fabricação de Equipamentos de Instrumentação Médico-‐Hospitalares, Instrumentos de Precisão e Óp=cos, Equipamentos Para Automação Industrial,
Doutorado: Controle Neural de Posição e Força em Manipuladores RobóBcos (2004).
62quarta-feira, 26 de outubro de 11
Redes Neurais ArBficiais:
• Aplicações:– Reconhecimento de padrões (caracteres, etc),– Capacidade de Aprendizado (supervisionado ou não).– Algoritmos de treinamento off-‐line (sistemas de reconhecimento e diagnós=co) ou on-‐line (área de controle)
63quarta-feira, 26 de outubro de 11
Doutorado: Controle Neural de Posição e Força em Manipuladores RobóBcos (2004).
• Palavras-‐chave: Inteligência Computacional; Redes Neurais Ar=ficiais; Robôs Manipuladores; Controle de posição; Controle de força.
• Áreas de Aplicação: – Engenharias / Área: Engenharia Elétrica / Subárea:
Eletrônica Industrial, Sistemas e Controles Eletrônicos / Especialidade: Controle de Processos Eletrônicos, Retroalimentação.
– Engenharias / Área: Engenharia Mecânica / Subárea: Processos de Fabricação / Especialidade:Robo=zação. Setores de a=vidade: Indústria Metal-‐Mecânica; Qualidade e Produ=vidade; Fabricação de Equipamentos de Instrumentação Médico-‐Hospitalares, Instrumentos de Precisão e Óp=cos, Equipamentos Para Automação Industrial,
64quarta-feira, 26 de outubro de 11
Doutorado: Controle Neural de Posição e Força em Manipuladores RobóBcos (2004).
• Palavras-‐chave: Inteligência Computacional; Redes Neurais Ar=ficiais; Robôs Manipuladores; Controle de posição; Controle de força.
• Áreas de Aplicação: – Engenharias / Área: Engenharia Elétrica / Subárea:
Eletrônica Industrial, Sistemas e Controles Eletrônicos / Especialidade: Controle de Processos Eletrônicos, Retroalimentação.
– Engenharias / Área: Engenharia Mecânica / Subárea: Processos de Fabricação / Especialidade:Robo=zação. Setores de a=vidade: Indústria Metal-‐Mecânica; Qualidade e Produ=vidade; Fabricação de Equipamentos de Instrumentação Médico-‐Hospitalares, Instrumentos de Precisão e Óp=cos, Equipamentos Para Automação Industrial,
64quarta-feira, 26 de outubro de 11
Doutorado: Controle Neural de Posição e Força em Manipuladores RobóBcos (2004).
• Palavras-‐chave: Inteligência Computacional; Redes Neurais Ar=ficiais; Robôs Manipuladores; Controle de posição; Controle de força.
• Áreas de Aplicação: – Engenharias / Área: Engenharia Elétrica / Subárea:
Eletrônica Industrial, Sistemas e Controles Eletrônicos / Especialidade: Controle de Processos Eletrônicos, Retroalimentação.
– Engenharias / Área: Engenharia Mecânica / Subárea: Processos de Fabricação / Especialidade:Robo=zação. Setores de a=vidade: Indústria Metal-‐Mecânica; Qualidade e Produ=vidade; Fabricação de Equipamentos de Instrumentação Médico-‐Hospitalares, Instrumentos de Precisão e Óp=cos, Equipamentos Para Automação Industrial,
Papel da RN:Compensação dinâmica on-‐line:
Baixo ruído:Aumento da precisão.
64quarta-feira, 26 de outubro de 11
Doutorado: Controle Neural de Posição e Força em Manipuladores RobóBcos (2004).
• Palavras-‐chave: Inteligência Computacional; Redes Neurais Ar=ficiais; Robôs Manipuladores; Controle de posição; Controle de força.
• Áreas de Aplicação: – Engenharias / Área: Engenharia Elétrica / Subárea:
Eletrônica Industrial, Sistemas e Controles Eletrônicos / Especialidade: Controle de Processos Eletrônicos, Retroalimentação.
– Engenharias / Área: Engenharia Mecânica / Subárea: Processos de Fabricação / Especialidade:Robo=zação. Setores de a=vidade: Indústria Metal-‐Mecânica; Qualidade e Produ=vidade; Fabricação de Equipamentos de Instrumentação Médico-‐Hospitalares, Instrumentos de Precisão e Óp=cos, Equipamentos Para Automação Industrial,
Papel da RN:Compensação dinâmica on-‐line:
Baixo ruído:Aumento da precisão.
64quarta-feira, 26 de outubro de 11
Doutorado: Controle Neural de Posição e Força em Manipuladores RobóBcos (2004).
65quarta-feira, 26 de outubro de 11
Doutorado: Controle Neural de Posição e Força em Manipuladores RobóBcos (2004).
Fig.: Feedforward Error-‐Learning Controller
65quarta-feira, 26 de outubro de 11
Doutorado: Controle Neural de Posição e Força em Manipuladores RobóBcos (2004).
Fig.: Feedforward Error-‐Learning Controller
65quarta-feira, 26 de outubro de 11
Doutorado: Controle Neural de Posição e Força em Manipuladores RobóBcos (2004).
• Palavras-‐chave: Inteligência Computacional; Redes Neurais Ar=ficiais; Robôs Manipuladores; Controle de posição; Controle de força.
• Áreas de Aplicação: – Engenharias / Área: Engenharia Elétrica / Subárea:
Eletrônica Industrial, Sistemas e Controles Eletrônicos / Especialidade: Controle de Processos Eletrônicos, Retroalimentação.
– Engenharias / Área: Engenharia Mecânica / Subárea: Processos de Fabricação / Especialidade:Robo=zação. Setores de a=vidade: Indústria Metal-‐Mecânica; Qualidade e Produ=vidade; Fabricação de Equipamentos de Instrumentação Médico-‐Hospitalares, Instrumentos de Precisão e Óp=cos, Equipamentos Para Automação Industrial,
66quarta-feira, 26 de outubro de 11
Doutorado: Controle Neural de Posição e Força em Manipuladores RobóBcos (2004).
• Palavras-‐chave: Inteligência Computacional; Redes Neurais Ar=ficiais; Robôs Manipuladores; Controle de posição; Controle de força.
• Áreas de Aplicação: – Engenharias / Área: Engenharia Elétrica / Subárea:
Eletrônica Industrial, Sistemas e Controles Eletrônicos / Especialidade: Controle de Processos Eletrônicos, Retroalimentação.
– Engenharias / Área: Engenharia Mecânica / Subárea: Processos de Fabricação / Especialidade:Robo=zação. Setores de a=vidade: Indústria Metal-‐Mecânica; Qualidade e Produ=vidade; Fabricação de Equipamentos de Instrumentação Médico-‐Hospitalares, Instrumentos de Precisão e Óp=cos, Equipamentos Para Automação Industrial,
Fig.: Relação Custo x Bene�cio.
66quarta-feira, 26 de outubro de 11
Doutorado: Controle Neural de Posição e Força em Manipuladores RobóBcos (2004).
• Experiência Prá=ca com: – Sistema Operacional de Tempo-‐Real;– Programação concorrente e em tempo-‐real (ro=nas de controle, adapta=vas e de segurança)
– Programação orientada a objetos (definição dos próprios objetos).
67quarta-feira, 26 de outubro de 11
Doutorado: Controle Neural de Posição e Força em Manipuladores RobóBcos (2004).
• Experiência Prá=ca com: – Sistema Operacional de Tempo-‐Real;– Programação concorrente e em tempo-‐real (ro=nas de controle, adapta=vas e de segurança)
– Programação orientada a objetos (definição dos próprios objetos).
67quarta-feira, 26 de outubro de 11
Mestrado: Sistema Especialista Hibrido em Anestesiologia para Pacientes CríBcos (1995)
• Sistema inteligente de apoio a tomada de decisão.
• Sistema híbrido: regras + redes neurais arBficiais.
• Uso de sistema especialista baseado em regras (forward chaining)+Redes Neurais (MLP-‐BP, aprendizado off-‐line, roBnas de diferentes anestesiologistas, pacientes críBcos)=
• Indicação de um plano anestesiológico mostrando melhores opções de drogas
68quarta-feira, 26 de outubro de 11
Disciplinas Ministradas – UPF (Eng. Elétrica)• Introdução à Engenharia Elétrica: introduzi em 2006 o uso de
kits LEGO hkp://usuarios.upf.br/~fpassold/LEGO/)• Circuitos Digitais (I e II): Eletrônica Digital, em (II) é exigido
um Projeto Final da Disciplina que corresponde a 30% da média semestral.
• Laboratórios de Circuitos Digitais (I e II): experimentos práBcos de Circuitos Digitais I e II (pasBlhas TTL);
• InformáBca Aplicada Para Engenharia Elétrica (I e II): linguagem ANSI-‐C
• Laboratório de Controle AutomáBco II (linha de Mecatrônica): experimentos práBcos relacionados com algoritmos de controle por computador; PID , experiências praBcas com processo de "Bola-‐&-‐Tubo”
• Programação Mecatrônica: uso de MATLAB para introduzir lógica de programação (anBgo curso seqüencial de Mecatrônica da UPF)
• Orientação de Projetos De Graduação (TCCs: Trabalhos de Conclusão de Curso).
69quarta-feira, 26 de outubro de 11
Disciplinas Lecionadas
• Circuitos Digitais (I e II, UPF, PUCV)• Controle AutomáBco (PUCV)• Lab. Controle AutomáBco II (“Digital”) (UPF)• Linguagens de Programação (Pascal, C, MATLAB)• RobóBca Móvel
70quarta-feira, 26 de outubro de 11
Disciplinas Lecionadas
• Circuitos Digitais (I e II, UPF, PUCV)• Controle AutomáBco (PUCV)• Lab. Controle AutomáBco II (“Digital”) (UPF)• Linguagens de Programação (Pascal, C, MATLAB)• RobóBca Móvel
71quarta-feira, 26 de outubro de 11
• Circuitos Digitais (I e II, UPF, PUCV)• Controle AutomáBco (PUCV)• Lab. Controle AutomáBco II (“Digital”) (UPF)• Linguagens de Programação (Pascal, C, MATLAB)• RobóBca Móvel
Disciplinas Lecionadas
72quarta-feira, 26 de outubro de 11
• Circuitos Digitais (I e II, UPF, PUCV)• Controle AutomáBco (PUCV)• Lab. Controle AutomáBco II (“Digital”) (UPF)• Linguagens de Programação (Pascal, C, MATLAB)• RobóBca Móvel
Disciplinas Lecionadas
73quarta-feira, 26 de outubro de 11
Disciplinas Ministradas – UPF (Eng. Elétrica)• Introdução à Engenharia Elétrica: introduzi em 2006 o uso de
kits LEGO hkp://usuarios.upf.br/~fpassold/LEGO/)• Circuitos Digitais (I e II): Eletrônica Digital, em (II) é exigido
um Projeto Final da Disciplina que corresponde a 30% da média semestral.
• Laboratórios de Circuitos Digitais (I e II): experimentos práBcos de Circuitos Digitais I e II (pasBlhas TTL);
• InformáBca Aplicada Para Engenharia Elétrica (I e II): linguagem ANSI-‐C
• Laboratório de Controle AutomáBco II (linha de Mecatrônica): experimentos práBcos relacionados com algoritmos de controle por computador; PID , experiências praBcas com processo de "Bola-‐&-‐Tubo”
• Programação Mecatrônica: uso de MATLAB para introduzir lógica de programação (anBgo curso seqüencial de Mecatrônica da UPF)
• Orientação de Projetos De Graduação (TCCs: Trabalhos de Conclusão de Curso).
74quarta-feira, 26 de outubro de 11
Disciplinas Ministradas – UPF (Eng. Elétrica)• Introdução à Engenharia Elétrica: introduzi em 2006 o uso de
kits LEGO hkp://usuarios.upf.br/~fpassold/LEGO/)• Circuitos Digitais (I e II): Eletrônica Digital, em (II) é exigido
um Projeto Final da Disciplina que corresponde a 30% da média semestral.
• Laboratórios de Circuitos Digitais (I e II): experimentos práBcos de Circuitos Digitais I e II (pasBlhas TTL);
• InformáBca Aplicada Para Engenharia Elétrica (I e II): linguagem ANSI-‐C
• Laboratório de Controle AutomáBco II (linha de Mecatrônica): experimentos práBcos relacionados com algoritmos de controle por computador; PID , experiências praBcas com processo de "Bola-‐&-‐Tubo”
• Programação Mecatrônica: uso de MATLAB para introduzir lógica de programação (anBgo curso seqüencial de Mecatrônica da UPF)
• Orientação de Projetos De Graduação (TCCs: Trabalhos de Conclusão de Curso).
75quarta-feira, 26 de outubro de 11
Disciplinas Ministradas – UPF (Eng. Elétrica)• Introdução à Engenharia Elétrica: introduzi em 2006 o uso de
kits LEGO hkp://usuarios.upf.br/~fpassold/LEGO/)• Circuitos Digitais (I e II): Eletrônica Digital, em (II) é exigido
um Projeto Final da Disciplina que corresponde a 30% da média semestral.
• Laboratórios de Circuitos Digitais (I e II): experimentos práBcos de Circuitos Digitais I e II (pasBlhas TTL);
• InformáBca Aplicada Para Engenharia Elétrica (I e II): linguagem ANSI-‐C
• Laboratório de Controle AutomáBco II (linha de Mecatrônica): experimentos práBcos relacionados com algoritmos de controle por computador; PID , experiências praBcas com processo de "Bola-‐&-‐Tubo”
• Programação Mecatrônica: uso de MATLAB para introduzir lógica de programação (anBgo curso seqüencial de Mecatrônica da UPF)
• Orientação de Projetos De Graduação (TCCs: Trabalhos de Conclusão de Curso).
76quarta-feira, 26 de outubro de 11
Disciplinas Ministradas – UPF (Eng. Elétrica)• Introdução à Engenharia Elétrica: introduzi em 2006 o uso de
kits LEGO hkp://usuarios.upf.br/~fpassold/LEGO/)• Circuitos Digitais (I e II): Eletrônica Digital, em (II) é exigido
um Projeto Final da Disciplina que corresponde a 30% da média semestral.
• Laboratórios de Circuitos Digitais (I e II): experimentos práBcos de Circuitos Digitais I e II (pasBlhas TTL);
• InformáBca Aplicada Para Engenharia Elétrica (I e II): linguagem ANSI-‐C
• Laboratório de Controle AutomáBco II (linha de Mecatrônica): experimentos práBcos relacionados com algoritmos de controle por computador; PID , experiências praBcas com processo de "Bola-‐&-‐Tubo”
• Programação Mecatrônica: uso de MATLAB para introduzir lógica de programação (anBgo curso seqüencial de Mecatrônica da UPF)
• Orientação de Projetos De Graduação (TCCs: Trabalhos de Conclusão de Curso).
77quarta-feira, 26 de outubro de 11
Disciplinas Ministradas – UPF (Eng. Elétrica)• Introdução à Engenharia Elétrica: introduzi em 2006 o uso de
kits LEGO hkp://usuarios.upf.br/~fpassold/LEGO/)• Circuitos Digitais (I e II): Eletrônica Digital, em (II) é exigido
um Projeto Final da Disciplina que corresponde a 30% da média semestral.
• Laboratórios de Circuitos Digitais (I e II): experimentos práBcos de Circuitos Digitais I e II (pasBlhas TTL);
• InformáBca Aplicada Para Engenharia Elétrica (I e II): linguagem ANSI-‐C
• Laboratório de Controle AutomáBco II (linha de Mecatrônica): experimentos práBcos relacionados com algoritmos de controle por computador; PID , experiências praBcas com processo de "Bola-‐&-‐Tubo”
• Programação Mecatrônica: uso de MATLAB para introduzir lógica de programação (anBgo curso seqüencial de Mecatrônica da UPF)
• Orientação de Projetos De Graduação (TCCs: Trabalhos de Conclusão de Curso).
78quarta-feira, 26 de outubro de 11
Orientação de TCCs – UPF (Eng. Elétrica)• Orientação de Projetos De Graduação (TCCs: Trabalhos de
Conclusão de Curso):– Processo da Bola & Tubo (kit autônomo, firmware atualizável,
comunicação e bypass via porta serial PC);– Controle de robô bípede usando MATLAB/Simulink (11 d.o.f..,
controle via MATLAB + porta paralela PC);– Sistema microprocessado carregador/ciclador de baterias
especiais (capaz de recarregar 5 diferentes Bpos de bateria: NiCd, NiMH, SLA, Li-‐Ion e Li-‐Po e determinar vida úBl real da bateria);
– Computador de Bordo Automo8vo (DSPic 18F6585 + barramento CAN + interface gráfica LCD de 128 x 64 pixels)
– Controlador Automá8co para Barras de Pulverização Agrícola (sobe/baixa barra, controle manual/auto, ajuste da altura).
Obs.: TCCs duram 1 semestre na UPF
79quarta-feira, 26 de outubro de 11
Disciplinas Ministradas – PUCV (Eng. Eletrônica)• Sistemas Digitais: Eletrônica Digital Combinacional e Seqüencial num único semestre;
• Robó8ca Industrial: 2 encontros semanais + 1 taller práBco quase semanal usando 5 kits Lego NXT. 1ª Parte: Robôs Manipuladores, 2ª Parte: Robôs Móveis. (optaBva).
• Controle Automá8co: conceitos básicos da área de controle “analógico” tradicional, farto uso de MATLAB. Provas no Lab. De Info. Usando MATLAB (inovador).
• Orientação de Projetos de Conclusão de Curso (TCCs).
80quarta-feira, 26 de outubro de 11
TCCs/PUCV (Eng. Civil Eletrônica, 6 anos)• Projeto e Desenvolvimento de um sistema embarcado de
visão arBficial para contagem e discriminação de objetos em movimento (Diseño Y Desarrollo De Un Sistema Embebido De Visión Ar=ficial Para La Cuenta Y Discriminación De Objetos En Movimiento): contagem de salmões numa correia transportadora em movimento. Uso de sensor de imagem CCD. Baixo custo (componentes: Chile: US$ 390,00). Envolveu convenio com empresa empreendedora.
• SLAM Aplicado (a RobóBca Móvel): estudo de algoritmos para Localização e Mapeado Simultâneos (uso em robóBca móvel, filtros de par`culas).
• Desenvolvimento de uma Plataforma móvel para fins acadêmicos (Desarrollo de una Plataforma Robó=ca Móvil para fines académicos). Conta com cinturão de sensores de distancia (infravermelho e ultrassom), servomotores de velocidade, placa Arduino ATMega128, netbook com HD de estado sólido executando Microso� RoboBcs Studio (simulador de robôs da Microso�). Custo material, Chile: US$ 1,725.00
81quarta-feira, 26 de outubro de 11
TCCs/PUCV (Eng. Civil Eletrônica, 6 anos)• Projeto e Desenvolvimento de um sistema embarcado de
visão arBficial para contagem e discriminação de objetos em movimento (Diseño Y Desarrollo De Un Sistema Embebido De Visión Ar=ficial Para La Cuenta Y Discriminación De Objetos En Movimiento): contagem de salmões numa correia transportadora em movimento. Uso de sensor de imagem CCD. Baixo custo (componentes: Chile: US$ 390,00). Envolveu convenio com empresa empreendedora.
• SLAM Aplicado (a RobóBca Móvel): estudo de algoritmos para Localização e Mapeado Simultâneos (uso em robóBca móvel, filtros de par`culas).
• Desenvolvimento de uma Plataforma móvel para fins acadêmicos (Desarrollo de una Plataforma Robó=ca Móvil para fines académicos). Conta com cinturão de sensores de distancia (infravermelho e ultrassom), servomotores de velocidade, placa Arduino ATMega128, netbook com HD de estado sólido executando Microso� RoboBcs Studio (simulador de robôs da Microso�). Custo material, Chile: US$ 1,725.00
82quarta-feira, 26 de outubro de 11
TCCs/PUCV (Eng. Civil Eletrônica, 6 anos)• Projeto e Desenvolvimento de um sistema embarcado de
visão arBficial para contagem e discriminação de objetos em movimento (Diseño Y Desarrollo De Un Sistema Embebido De Visión Ar=ficial Para La Cuenta Y Discriminación De Objetos En Movimiento): contagem de salmões numa correia transportadora em movimento. Uso de sensor de imagem CCD. Baixo custo (componentes: Chile: US$ 390,00). Envolveu convenio com empresa empreendedora.
• SLAM Aplicado (a RobóBca Móvel): estudo de algoritmos para Localização e Mapeado Simultâneos (uso em robóBca móvel, filtros de par`culas).
• Desenvolvimento de uma Plataforma móvel para fins acadêmicos (Desarrollo de una Plataforma Robó=ca Móvil para fines académicos). Conta com cinturão de sensores de distancia (infravermelho e ultrassom), servomotores de velocidade, placa Arduino ATMega128, netbook com HD de estado sólido executando Microso� RoboBcs Studio (simulador de robôs da Microso�). Custo material, Chile: US$ 1,725.00
83quarta-feira, 26 de outubro de 11
ABvidades Docentes: Organização de CompeBções
• Fes8val das Baratas, UPF, em 2004 (hkp://usuarios.upf.br/~fpassold/baratas/);
84quarta-feira, 26 de outubro de 11
ABvidades Docentes: Organização de CompeBções
• Desafio LEGo-‐SUMo UPF'2006 (hkp://usuarios.upf.br/~fpassold/lego sumo/);
85quarta-feira, 26 de outubro de 11
ABvidades Docentes: Grupo RobóBca Móvel
• Orientação do Grupo interno de RobóBca Móvel (2004 ~ 2007):–1º Lugar Robô-‐Sumo da UFRGS em 2005 (3 Kg);
86quarta-feira, 26 de outubro de 11
ABvidades Docentes: Grupo RobóBca Móvel
• Orientação do Grupo interno de RobóBca Móvel (2004 ~ 2007):–2º lugar Robô-‐Sumo II da UFRGS em 2006;
• 2 x dsPIC30f6014 (18F30)• Sensor CCD (imagem)• Bateria Li-‐Po
“Scanner laser”
87quarta-feira, 26 de outubro de 11
• 2 x dsPIC30f6014 (18F30)• Sensor CCD (imagem)• Bateria Li-‐Po
“Scanner laser”
• Orientação do Grupo interno de RobóBca Móvel (2004 ~ 2007):– 1º lugar Robô-‐Sumo III da UFRGS em 2007.
88quarta-feira, 26 de outubro de 11
Fim
89quarta-feira, 26 de outubro de 11
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