Robótica ganha espaço nas escolas e universidades
Lagoa do Sino
As atividades são coordenadas por professores dos departamentos de Engenharia Elétrica e Mecânica
A construção de robôs parece ser um processo que envolve exclusivamente alta tecnologia, anos de estudos e muito dinheiro a ser investido. Mas a realidade não é bem essa. Projetos desenvolvidos por professores dos departamentos de Engenharia Elétrica (DEE) e Engenharia Mecânica (DEMec) estimulam a criação de equipamentos automatizados, tanto nos ensinos médios e fundamental quanto nos cursos de graduação.
Atualmente, a robótica é aplicada de maneira bem ampla como, por exemplo, em indústrias que utilizam equipamentos para execução de ações que envolvem movimentos repetitivos e que exigem precisão ou ainda na manutenção de satélites que estão no espaço.
Para a construção de um equipamento que apresente autonomia e consiga se adaptar a diversas condições para a execução de uma tarefa, é necessária a aplicação de conhecimentos matemáticos, físicos e de computação. As disciplinas apresentadas nos cursos de Engenharia Mecânica, Elétrica e Computação oferecem a base teórica para os processos práticos. Os algoritmos e a configuração dos sensores exigem conhecimento de eletrônica e programação, enquanto a estrutura do robô e o projeto do movimento envolvem teorias relacionadas à mecânica.
A professora Tatiana Pazelli, do DEE, explica que os conhecimentos em Engenharia Elétrica são aplicados nos processos de controle, captação e processamento de informações. Baseado no que é captado pelos sensores, o robô filtra e processa as informações relevantes para a execução de uma função previamente determinada. As técnicas de controle levam em consideração as medidas matemáticas. Por exemplo, para um robô seguir uma trajetória, uma equação matemática calcula o quanto de torque deve ser aplicado nas rodas para corrigir possíveis desvios e seguir o caminho planejado, explica a professora.
Já os aspectos mecânicos do robô levam em consideração a estrutura do equipamento para que suas funções sejam executadas, como chassi e suporte para os circuitos elétricos e eletrônicos, a utilização de peças em tamanho e resistência adequados e os mecanismos de movimentação.
O professor Rafael Aroca, do DEMec, explica que hoje o processo de construção de um robô é simples, pois já é possível utilizar placas com processadores de baixo custo, telefones celulares e tablets para integrar as estruturas do equipamento. Podemos usar um celular como unidade de controle de um robô. A câmera pode ser usada como um sistema de visão, o GPS pode ser usado como um sistema de localização, o reconhecimento de voz pode ser usado para passar as instruções. Isso também reduz os custos porque não é necessário investir em eletrônica e computação sofisticada, afirma o docente.
Aroca destaca que a utilização de impressoras 3D também facilitou a construção de robôs, pois é possível fazer peças dedicadas ao projeto. A impressoras 3D eram usadas como ferramentas de prototipagem rápida. Nas nossas pesquisas, vimos que é possível fazer peças com baixo custo e características mecânicas próximas daquelas que são feitas pelo processo tradicional de injeção em molde de plástico, afirma.
Projetos na graduação estimulam os estudantes a desenvolverem robôs. Na UFSCar, a equipe Red Dragons, coordenada pelo professor Roberto Inoue, do DEE, cria robôs autônomos para participar de jogos de futebol. Como explica Natália Andrade, estudante do curso de Engenharia Elétrica da UFSCar e capitã da equipe Red Dragons de futebol de robôs, a atividade envolve várias disciplinas e conhecimentos relacionados aos cursos de engenharia, para a construção da estrutura do robô relacionados à movimentação, gerenciamento e uso de energia elétrica, captação de informações do ambiente, controle e inteligência artificial para lidar com a situação de jogo. Temos que pensar como se fosse o técnico e os jogadores de um time e criar algoritmos e estratégias para que o robô consiga tomar decisões durante a partida, conta a estudante.
Além da graduação, os docentes da UFSCar também procuram difundir a robótica nas escolas do Ensino Médio e Fundamental. Uma das formas de estimular o interesse pelas Ciências Exatas e o ingresso às carreiras técnico-científicas é a participação na Olimpíada Brasileira de Robótica (OBR), que reúne estudantes dos ensinos fundamental e médio de todo país. A ideia é atrair os estudantes para as carreiras de ciências exatas. Com a robótica, podemos mostrar que a matemática e a física podem ser aplicadas e aprendidas de uma maneira divertida e interessante, conta a professora Tatiana.
A OBR possui duas modalidades que procuram adequar-se tanto ao público que nunca viu robótica quanto ao público de escolas que já têm contato com a robótica educacional. A modalidade teórica da competição mostra claramente aos estudantes que temas multidisciplinares discutidos diariamente na escola, como Matemática, Geografia, Português, Física, Química e Biologia, podem ser usados para resolver problemas práticos de robótica do mundo real. Na modalidade prática, os participantes constroem um robô inserido numa simulação de resgate, em um cenário com obstáculos que devem ser transpostos, e precisam encontrar uma bola de isopor coberta de papel alumínio, que representa a vítima a ser resgatada.
Aroca destaca que é possível observar os efeitos positivos da OBR ao despertar o interesse dos alunos por se aprofundarem em estudos em áreas de Ciências Exatas e Tecnologia, além de contribuírem para o desenvolvimento da disciplina e mais dedicação nas atividades escolares. Os professores disseram que a participação na Olimpíada Brasileira de Robótica ajuda em vários aspectos na formação dos alunos que vão além dos conhecimentos técnicos, como respeito com os colegas e trabalho em equipe. Tivemos o relato de uma professora que disse que o fato dos alunos representarem a escola num evento de grande porte e desenvolver um projeto mudou a postura dos estudantes, que se mostraram mais responsáveis e dedicados nas atividades escolares, conta o professor.
Os professores do DEE e do DEMec também se dedicam a outras pesquisas relacionadas ao aprimoramento da autonomia de equipamentos, desenvolvimento de sensores e sistema de reconhecimento de voz e cores, além de projetos dedicados à reabilitação e sensoriamento dos movimentos dos membros inferiores do corpo humano, análise das alterações de plantas e solo, caracterização de processos bioquímicos, construção de ferramentas para manutenção de satélites, por exemplo. Mais informações podem ser obtidas nos sites dos departamentos de Engenharia Mecânica, www.dem.ufscar.br, e Engenharia Elétrica, www.dee.ufscar.br, e também na página do grupo de Robótica da Universidade, em www.robotica.ufscar.br.
Atualmente, a robótica é aplicada de maneira bem ampla como, por exemplo, em indústrias que utilizam equipamentos para execução de ações que envolvem movimentos repetitivos e que exigem precisão ou ainda na manutenção de satélites que estão no espaço.
Para a construção de um equipamento que apresente autonomia e consiga se adaptar a diversas condições para a execução de uma tarefa, é necessária a aplicação de conhecimentos matemáticos, físicos e de computação. As disciplinas apresentadas nos cursos de Engenharia Mecânica, Elétrica e Computação oferecem a base teórica para os processos práticos. Os algoritmos e a configuração dos sensores exigem conhecimento de eletrônica e programação, enquanto a estrutura do robô e o projeto do movimento envolvem teorias relacionadas à mecânica.
A professora Tatiana Pazelli, do DEE, explica que os conhecimentos em Engenharia Elétrica são aplicados nos processos de controle, captação e processamento de informações. Baseado no que é captado pelos sensores, o robô filtra e processa as informações relevantes para a execução de uma função previamente determinada. As técnicas de controle levam em consideração as medidas matemáticas. Por exemplo, para um robô seguir uma trajetória, uma equação matemática calcula o quanto de torque deve ser aplicado nas rodas para corrigir possíveis desvios e seguir o caminho planejado, explica a professora.
Já os aspectos mecânicos do robô levam em consideração a estrutura do equipamento para que suas funções sejam executadas, como chassi e suporte para os circuitos elétricos e eletrônicos, a utilização de peças em tamanho e resistência adequados e os mecanismos de movimentação.
O professor Rafael Aroca, do DEMec, explica que hoje o processo de construção de um robô é simples, pois já é possível utilizar placas com processadores de baixo custo, telefones celulares e tablets para integrar as estruturas do equipamento. Podemos usar um celular como unidade de controle de um robô. A câmera pode ser usada como um sistema de visão, o GPS pode ser usado como um sistema de localização, o reconhecimento de voz pode ser usado para passar as instruções. Isso também reduz os custos porque não é necessário investir em eletrônica e computação sofisticada, afirma o docente.
Aroca destaca que a utilização de impressoras 3D também facilitou a construção de robôs, pois é possível fazer peças dedicadas ao projeto. A impressoras 3D eram usadas como ferramentas de prototipagem rápida. Nas nossas pesquisas, vimos que é possível fazer peças com baixo custo e características mecânicas próximas daquelas que são feitas pelo processo tradicional de injeção em molde de plástico, afirma.
Projetos na graduação estimulam os estudantes a desenvolverem robôs. Na UFSCar, a equipe Red Dragons, coordenada pelo professor Roberto Inoue, do DEE, cria robôs autônomos para participar de jogos de futebol. Como explica Natália Andrade, estudante do curso de Engenharia Elétrica da UFSCar e capitã da equipe Red Dragons de futebol de robôs, a atividade envolve várias disciplinas e conhecimentos relacionados aos cursos de engenharia, para a construção da estrutura do robô relacionados à movimentação, gerenciamento e uso de energia elétrica, captação de informações do ambiente, controle e inteligência artificial para lidar com a situação de jogo. Temos que pensar como se fosse o técnico e os jogadores de um time e criar algoritmos e estratégias para que o robô consiga tomar decisões durante a partida, conta a estudante.
Além da graduação, os docentes da UFSCar também procuram difundir a robótica nas escolas do Ensino Médio e Fundamental. Uma das formas de estimular o interesse pelas Ciências Exatas e o ingresso às carreiras técnico-científicas é a participação na Olimpíada Brasileira de Robótica (OBR), que reúne estudantes dos ensinos fundamental e médio de todo país. A ideia é atrair os estudantes para as carreiras de ciências exatas. Com a robótica, podemos mostrar que a matemática e a física podem ser aplicadas e aprendidas de uma maneira divertida e interessante, conta a professora Tatiana.
A OBR possui duas modalidades que procuram adequar-se tanto ao público que nunca viu robótica quanto ao público de escolas que já têm contato com a robótica educacional. A modalidade teórica da competição mostra claramente aos estudantes que temas multidisciplinares discutidos diariamente na escola, como Matemática, Geografia, Português, Física, Química e Biologia, podem ser usados para resolver problemas práticos de robótica do mundo real. Na modalidade prática, os participantes constroem um robô inserido numa simulação de resgate, em um cenário com obstáculos que devem ser transpostos, e precisam encontrar uma bola de isopor coberta de papel alumínio, que representa a vítima a ser resgatada.
Aroca destaca que é possível observar os efeitos positivos da OBR ao despertar o interesse dos alunos por se aprofundarem em estudos em áreas de Ciências Exatas e Tecnologia, além de contribuírem para o desenvolvimento da disciplina e mais dedicação nas atividades escolares. Os professores disseram que a participação na Olimpíada Brasileira de Robótica ajuda em vários aspectos na formação dos alunos que vão além dos conhecimentos técnicos, como respeito com os colegas e trabalho em equipe. Tivemos o relato de uma professora que disse que o fato dos alunos representarem a escola num evento de grande porte e desenvolver um projeto mudou a postura dos estudantes, que se mostraram mais responsáveis e dedicados nas atividades escolares, conta o professor.
Os professores do DEE e do DEMec também se dedicam a outras pesquisas relacionadas ao aprimoramento da autonomia de equipamentos, desenvolvimento de sensores e sistema de reconhecimento de voz e cores, além de projetos dedicados à reabilitação e sensoriamento dos movimentos dos membros inferiores do corpo humano, análise das alterações de plantas e solo, caracterização de processos bioquímicos, construção de ferramentas para manutenção de satélites, por exemplo. Mais informações podem ser obtidas nos sites dos departamentos de Engenharia Mecânica, www.dem.ufscar.br, e Engenharia Elétrica, www.dee.ufscar.br, e também na página do grupo de Robótica da Universidade, em www.robotica.ufscar.br.
09/05/2016
13:00:00
16/05/2016
0:01:00
Enzo Kuratomi
Sim
Não
Estudante, Docente/TA, Pesquisador, Visitante
A construção de um robo envolve conceitos de eletrônica e mecânica. Foto: Enzo Kuratomi
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