Instituto de pesquisa apoiado pelo CNPq desenvolve robôs dotados de
técnicas de Inteligência Artificial
No 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 hardware e software desenvolvidos.
Modelo baseado no projeto do robô
de Leonardo da Vinci com mecanismos internos.
“Em termos de 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
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.
“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.
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.
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. 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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Assessoria de Comunicação Social do CNPq
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(61) 3211-9414
