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    Robótica Inteligente e Veículos Autônomos:Robótica Inteligente e Veículos Autônomos:Técnicas e AplicaçõesTécnicas e Aplicações

    U n i s i n o s – P I P C A - G I A : G P V A : G R A P H I T / 2 0 0 6  

    P P G e m C o m p u t a ç ã o A p l i c a d a - R o b ó t i c a I n t e l i g e n t e  

    Mestrado em Computação Aplicada - PIPCA

    Web: http://www.pipca.unisinos.br/

    GIA - Grupo de inteligência Artificial - PIPCA - UnisinosWeb: http://www.inf.unisinos.br/gia-pipca.html

    GPVA - Grupo de Pesquisas em Veículos AutônomosWeb: http://www.eletrica.unisinos.br/~autonom/

    GRAPHIT - Grupo de Pesquisa em CG, PI e Visão ComputacionalWeb: http://www.inf.unisinos.br/~graphit/

    GIA / PIPCAGPVA - Unisinos

    P r o f . D r . F e r n a n d o O s ó r i o   - f o s o r i o @ u n i s i n o s . b r

    h t t p : / / i n f . u n i s i n o s . b r / ~ o s o r i o / G r u p o  

    P r o f . M S c F a r l e i H e i n e n   - f a r l e i @ u n i s i n o s . b r G P V A  

    h t t p : / / n c g . u n i s i n o s . b r / r o b o t i c a /

    P r o f . D r . C h r i s t i a n K e l b e r - k e l b e r @ u n i s i n o s . b r ( E n g . E l e t r . )

    P r o f . D r . C l á u d i o J u n g   – c r j u n g @ u n i s i n o s . b r ( E n g . d a C o m p u t . )

    C o l a b o r a d o r e s :

    P r o f . D r . A d e l m o C e c h i n   - a c e c h i n @ u n i s i n o s . b r

    A l u n o s e E x - a l u n o s :

    A d i l é a W a g n e r , E d u a r d o R i g h e s , F l á v i o A l v e s , L u c i a n e F o r t e s

    M i l t o n H e i n e n , R a f a e l J e f f m a n , R a f a e l K l a s e r , T ú l i o B e n d e r

    UNISINOS

    Robótica Inteligente e Veículos Autônomos:Robótica Inteligente e Veículos Autônomos:

    IntroduçãoIntrodução

    Robótica - (pré) História

    Robôs - Tipos, Classificação e Característica

    • Robótica: Manipuladores• Robótica: Robós Móveis Terrestres

    Veículos com rodas (wheeled robots), robôs com pernas (legged robots)• Robótica: Veículos Móveis Aéreos• Robótica: Veículos Aquáticos e Submarinos

    Robótica Móvel Autônoma - Definição e Aplicações

    • Controle de Robôs Móveis Autônomos• Percepção, Decisão/Planejamento e Ação• Aplicações

    Robótica Autônoma - História (na Unisinos)

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    Robótica: Conceitos e HistóriaRobótica: Conceitos e História

      O q u e é u m r o b ô ?  

    • M á q u i n a p r o g r a m á v e l q u e é c a p a z d e i m i t a r a s a ç õ e s o u a

    a p a r ê n c i a d e u m a c r i a t u r a i n t e l i g e n t e , g e r a l m e n t e u m s e r

    h u m a n o  

     

    Para se caracterizar como um robô, a máquina deve ser capaz de nomínimo duas coisas:

    •   Obter informações sobre o seu próprio ambiente 

    •   Atuar de alguma forma física neste ambiente, se movendo ou manipulando objetos, por exemplo 

    Robótica: Conceitos e HistóriaRobótica: Conceitos e História

     

    O que é um robô?

    • Máquina programável que é capaz de imitar as ações ou a aparênciade uma criatura inteligente, geralmente um ser humano

     

    Para se caracterizar como um robô, a máquina deve ser capaz de nomínimo duas coisas:

    •   Obter informações sobre o seu próprio ambiente 

    •   Atuar de alguma forma física neste ambiente, se movendo ou manipulando objetos, por exemplo 

    É necessário:

     

    Atuar no Ambiente

    • Motores

    • Pernas

    • Pistões• Etc.

     

    Perceber o Ambiente

    • Sensores

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      A p a l a v r a r o b ô , v e m d a p a l a v r a T c h e c a "  r o b o t a   " ,

    q u e s i g n i f i c a t r a b a l h o á r d u o o u t r a b a l h o e s c r a v o .

      E l a f o i u s a d a p e l a p r i m e i r a v e z e m u m a p e ç a d e

    f i c ç ã o ( R U R ) d o a u t o r   K a r e l C a p e k  , e m 1 9 2 0  

    Robótica: Conceitos e HistóriaRobótica: Conceitos e História

      A p a l a v r a r o b ó t i c a , f o i c i t a d a a p r i m e i r a v e z e m

    u m a h i s t ó r i a d e f i c ç ã o ( R u n a r o u n d ) d o a u t o r

    I s a a c A s i m o v , e m 1 9 4 2  

      R o b ó t i c a . . . a g o r a d e v e r d a d e !

    Robótica: Conceitos e HistóriaRobótica: Conceitos e História

     

     

    P U M A ( 1 9 7 8 )

    P U M A ( 1 9 7 8 )

    – 

    – 

    P r i m e i r o m a n i p u l a d o r g u i a d o p o r

    P r i m e i r o m a n i p u l a d o r g u i a d o p o r

    s e n s o r e s q u e f o i u t i l i z a d o n a i n d u s t r i a .

    s e n s o r e s q u e f o i u t i l i z a d o n a i n d u s t r i a .

     

     

    P a r c e r i a e n t r e :

    P a r c e r i a e n t r e :

    • 

    • 

    U n i v e r s i d a d e d e S t a n f o r d  

    U n i v e r s i d a d e d e S t a n f o r d  

    • 

    • 

    U n i m a t i o n  

    U n i m a t i o n  

    • 

    • 

    G M 

    G M 

      A G V  ( A u t o m a t i c G u i d e d V e h i c l e s ) , f o r a m o s

    p r i m e i r o s r o b ô s m ó v e i s .

      C r i a d o s e m 1 9 5 4  

      B a r r e t E l e t r o n i c s C o r p o r a t i o n  

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    OrigemOrigem

    M u s é e d e s a u t o m a t e s d e G r e n o b l e 1 2 r u e d e s A r t s - 3 8 0 0 0 G r e n o b l e , F r a n c e

    h t t p : / / w w w . a u t o m a t e s - a n c i e n s . c o m /

    EvoluçãoEvolução

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    ROBÔS:

    •Robótica Autônoma - Robótica Inteligente: Conceitos básicos

    • Robôs Móveis: Tipos, características e aplicações

    AGV

    Autônomo

    Holonomic

    Non-Holonomic

    Artificial Life

    Khepera/Nomad Like

    Car/Rover Like

    Ant Like

    Walking Machines

    Indoor / Outdoor

    ROBÔS:

    •Robótica Autônoma - Robótica Inteligente: Conceitos básicos• Robôs Móveis: Tipos, características e aplicações

    AGV

    Autônomo

    Holonomic

    Non-Holonomic

    Artificial Life

    Khepera/Nomad Like

    Car/Rover Like

    Ant Like

    Walking Machines

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    ROBÔS:

    •Robótica Autônoma - Robótica Inteligente: Conceitos básicos

    • Robôs Móveis: Tipos, características e aplicações

    Tipos:

    * Terreno / Ambiente* Locomoção* Cinemática / Pilotagem* Forma* Dependência externa* Grau de autonomia* Robustez* Tempo de resposta* Custo / Complexidade

    ROBÔS:

    •Robótica Autônoma - Robótica Inteligente: Conceitos básicos• Robôs Móveis: Tipos, características e aplicações

    Aplicações: Robótica exploratória (vulcões)

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    ROBÔS:

    •Robótica Autônoma - Robótica Inteligente: Conceitos básicos

    • Robôs Móveis: Tipos, características e aplicações

    Aplicações: Robótica submarina

    Robótica AutônomaRobótica Autônoma

    Tipos de RobôsTipos de Robôs

    * Robôs Manipuladores:

    • Braços Robóticos de Base FixaManipuladores Industriais

    • Braços Manipuladores Embarcados

    • Gruas Robotizadas

    * Robôs Móveis:

    • AGV Industriais (Automated Guided Vehicles)

    • Robôs Indoor: Veículos, Holonômicos, Humanoides, ...

    • Robôs Outdoor: Terrestres (estradas, todos-terrenos),Sub-Marinos, Aéreos, Inter-Planetários, ...

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    Robótica AutônomaRobótica AutônomaTipos de RobôsTipos de Robôs

    * Robôs Manipuladores:

    • Braços Robóticos de Base FixaManipuladores Industriais

    • Braços Manipuladores Embarcados

    • Gruas Robotizadas

    * Robôs Móveis:

    • AGV Industriais (Automated Guided Vehicles)

    • Robôs Indoor: Veículos, Holonômicos, Humanoides, ...• Robôs Outdoor: Terrestres (estradas, todos-terrenos),

    Sub-Marinos, Aéreos, Inter-Planetários, ...

    Robótica AutônomaRobótica Autônoma

    Tipos de RobôsTipos de Robôs

    * Robôs Manipuladores:

    • Braços Robóticos de Base FixaManipuladores Industriais

    • Braços Manipuladores Embarcados

    • Gruas Robotizadas

    D o b r a ç o r o b ó t i c o a o s p é s r o b ó t i c o s . . .

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    Robótica AutônomaRobótica AutônomaTipos de RobôsTipos de Robôs

    * Robôs Manipuladores:

    • Braços Robóticos de Base FixaManipuladores Industriais

    • Braços Manipuladores Embarcados

    • Gruas Robotizadas

    * Robôs Manipuladores:Braços Robóticos de Base Fixa

    Robótica AutônomaRobótica Autônoma

    Tipos de RobôsTipos de Robôs

    B r a ç o “ R o b i x ” : C o m a n d o v i a p o r t a p a r a l e l a / p o r t a s e r i a l

    L i n g u a g e m d e S c r i p t – P o s i ç õ e s e s p a c i a i s X , Y , Z  

    M a t r i z e s d e T r a n s f o r m a ç ã o d e C o o r d e n a d a s

    A l g o r i t m o M i n i - M a x ( J o g o d a V e l h a )

    X

    X O

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    * Robôs Manipuladores:Braços Robóticos de Base Fixa

    Robótica AutônomaRobótica AutônomaTipos de RobôsTipos de Robôs

    B r a ç o “ R o b i x ” : C o m a n d o v i a p o r t a p a r a l e l a / p o r t a s e r i a l

    L i n g u a g e m d e S c r i p t – P o s i ç õ e s e s p a c i a i s X , Y , Z  

    M a t r i z e s d e T r a n s f o r m a ç ã o d e C o o r d e n a d a s

    A l g o r i t m o M i n i - M a x ( J o g o d a V e l h a )

    * Robôs Móveis:

    1. Veículos Móveis- Veículos Terrestres / Indoor- Veículos Terrestres / Outdoor- Veículos de Exploração Espacial- Veículos Aquáticos / Barcos e Submarinos- Veículos Aéreos / Dirigíveis, Aviões e Helicópteros

    2. Humanóides

    3. Animats

    A. Robôs Móveis Tele-Comandados

    B. Robôs Móveis Semi-Autônomos

    C. Robôs Móveis Autônomos

    Robótica AutônomaRobótica Autônoma

    Tipos de RobôsTipos de Robôs

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    * Robôs Móveis:

    1. Veículos Móveis- Veículos Terrestres / Indoor- Veículos Terrestres / Outdoor- Veículos de Exploração Espacial- Veículos Aquáticos / Barcos e Submarinos- Veículos Aéreos / Dirigíveis, Aviões e Helicópteros

    Robótica AutônomaRobótica AutônomaTipos de RobôsTipos de Robôs

    H o l o n ô m i c o s

    N ã o - H o l o n ô m i c o s

    * Robôs Móveis:

    1. Veículos Móveis- Veículos Terrestres / Indoor- Veículos Terrestres / Outdoor- Veículos de Exploração Espacial- Veículos Aquáticos / Barcos e Submarinos- Veículos Aéreos / Dirigíveis, Aviões e Helicópteros

    Robótica AutônomaRobótica Autônoma

    Tipos de RobôsTipos de Robôs

    N a s a :

    S o j o u r n e r

    S p i r i t

    O p p o r t u n i t y

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    * Robôs Móveis:

    1. Veículos Móveis- Veículos Terrestres / Indoor- Veículos Terrestres / Outdoor- Veículos de Exploração Espacial- Veículos Aquáticos / Barcos e Submarinos- Veículos Aéreos / Dirigíveis, Aviões e Helicópteros

    Robótica AutônomaRobótica AutônomaTipos de RobôsTipos de Robôs

    * Robôs Móveis:

    1. Veículos Móveis- Veículos Terrestres / Indoor- Veículos Terrestres / Outdoor- Veículos de Exploração Espacial- Veículos Aquáticos / Barcos e Submarinos- Veículos Aéreos / Dirigíveis, Aviões e Helicópteros

    Robótica AutônomaRobótica Autônoma

    Tipos de RobôsTipos de Robôs

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    * Robôs Móveis:

    1. Veículos Móveis- Veículos Terrestres / Indoor- Veículos Terrestres / Outdoor- Veículos de Exploração Espacial- Veículos Aquáticos / Barcos e Submarinos- Veículos Aéreos / Dirigíveis, Aviões e Helicópteros

    2. Humanóides

    3. Animats

    A. Robôs Móveis Tele-Comandados

    B. Robôs Móveis Semi-Autônomos

    C. Robôs Móveis Autônomos

    Robótica AutônomaRobótica AutônomaTipos de RobôsTipos de Robôs

    * Robôs Móveis:

    1. Veículos Móveis- Veículos Terrestres / Indoor- Veículos Terrestres / Outdoor- Veículos de Exploração Espacial- Veículos Aquáticos / Barcos e Submarinos- Veículos Aéreos / Dirigíveis, Aviões e Helicópteros

    2. Humanóides

    3. Animats

    A. Robôs Móveis Tele-Comandados

    B. Robôs Móveis Semi-Autônomos

    C. Robôs Móveis Autônomos

    Robótica AutônomaRobótica Autônoma

    Tipos de RobôsTipos de Robôs

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    * Robôs Móveis:

    1. Veículos Móveis- Veículos Terrestres / Indoor- Veículos Terrestres / Outdoor- Veículos de Exploração Espacial- Veículos Aquáticos / Barcos e Submarinos- Veículos Aéreos / Dirigíveis, Aviões e Helicópteros

    2. Humanóides

    3. Animats

    A. Robôs Móveis Tele-Comandados

    B. Robôs Móveis Semi-Autônomos

    C. Robôs Móveis Autônomos

    Robótica AutônomaRobótica AutônomaTipos de RobôsTipos de Robôs

    * Robôs Móveis:

    1. Veículos Móveis- Veículos Terrestres / Indoor- Veículos Terrestres / Outdoor- Veículos de Exploração Espacial- Veículos Aquáticos / Barcos e Submarinos- Veículos Aéreos / Dirigíveis, Aviões e Helicópteros

    2. Humanóides

    3. Animats

    A. Robôs Móveis Tele-Comandados

    B. Robôs Móveis Semi-Autônomos => AGV

    C. Robôs Móveis Autônomos

    Robótica AutônomaRobótica Autônoma

    Tipos de RobôsTipos de Robôs

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    * Robôs Móveis:

    >> Robôs Móveis Autônomos > Robôs Móveis Autônomos

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    ROBÔS:

    • Robótica Autônoma - Aplicações:

    - Robótica Submarina: Advocate Esprit Project. Web: http://advocate.e-motive.com/ 

    - Autonomous Land Vehicle In a Neural Network Project - D. Pormerleau; T. Jochem, CMU.

    Web: http://www.cs.cmu.edu/afs/cs/project/alv/member/www/projects/ALVINN.html

    - Chernobyl Robot . Web: http://www.robotbooks.com/Chernobyl-robot.htm

    - Volcano / Dante II  - Nasa Project. Web: http://img.arc.nasa.gov/Dante/dante.html

    - DeTeC - Demining Tech. Center. Web: http://diwww.epfl.ch/w3lami/detec/detec.html

    - Honda Humanoid  Robot. Web: http://www.honda.co.jp/english/technology/robot/ 

    - Khepera (Research). Web: http://diwww.epfl.ch/lami/team/michel/khep-sim/ 

    - Mars Rover  Research - MIT. Web: http://www.ai.mit.edu/projects/mars-rovers/ 

    - Carros autônomos - Praxitele Project. Web: http://www-rocq.inria.fr/praxitele/cabby.html

    http://www.inrialpes.fr/sharp/ http://www.inrialpes.fr/sharp/publications/bibsharp/adt.html

    - Mars Rover  - Sojourner. Web: http://mpfwww.jpl.nasa.gov/rover/about.html

    >> Veja também... Introduction to Mobile Robots - Alonzo Kelly

    http://www.frc.ri.cmu.edu/~alonzo/pubs/pubs.html ou /~alonzo/course/course.html

    ROBÓTICA AUTÔNOMA:   SENSORES

    • Tipos de Sensores:

     Distância: Luz, Som, Força Outros Componentes

    • Infra-Vermelho > Medidor de carga da bateria

    • Sonar (ultrasom) e Radar > Temperatura, Pressão

    • Laser > Umidade

    • Câmeras de Vídeo - Linear / Matricial, Mono ou Binocular > Fumaça, Odores, etc.

    • Sensor de contato (bumpers, antenas)

     Posicionamento e Orientação

    • GPS

    • Bússolas

    • Giroscópio

    • Odômetros

    • Faróis (ex. rádio) ou Câmera de Vídeo

    • Referências:

    Heinen, Farlei. “Robótica Autônoma: Integração entre Planificação e Comportamento Reativo”. Unisinos

    Borenstein, J.; Everett, H.; Feng, L. “Where am I? Sensors and Methods for Mobile Robot Positioning”.

    Univ. of Michigan, Oak Ridge Lab. 1996. Http://www-personal.engin.umich.edu/~johannb/ 

    Kelly, Alonzo. “Introduction to Mobile Robots” (Perception). Robotics Institute - CMU. 1996.

    Http://www.frc.ri.cmu.edu/~alonzo/course/course.html

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    ROBÓTICA AUTÔNOMA:   ATUADORES

    • Tipos de Atuadores:

     Locomoção:

    • Motor de Passo: rodas, esteiras - velocidade, direção, rotação

    • Pernas e pés (problema do equilíbrio)

    • Propulsão (submarino, aéreo)

     Manipulação:

    • Pinças (grippers)

    • Braço robótico => Prof. Adelmo Cechin!

    • Referências:

    Kelly, Alonzo. “Introduction to Mobile Robots” (Kinematics). Robotics Institute - CMU. 1996.

    Http://www.frc.ri.cmu.edu/~alonzo/course/course.html

    Jones, J.; Seiger, B.; Flynn, A. “Mobile Robots: Inspiration to Implementation”.

    A. K. Peters, 1999. (Biblioteca Unisinos)

    K-Team. “Khepera User Manual”. Lausanne, 12/03/99.

    Http://www.k-team.com/download/khepera.html

    ROBÓTICA AUTÔNOMA:

    • Controle dos atuadores:

    - Controle Deliberativo

    - Controle Reativo

    - Controle Hierárquico

    - Controle Híbrido

    DESAFIOS:

    Modelagem

    Simulação

    Controle do robô Real

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    ROBÓTICA AUTÔNOMA na WEB: [em 2000]

    * FAQ: http://www.frc.ri.cmu.edu/robotics-faq/ 

    * Associações:• Intelligent Autononous Systems Society. Web: http://www.science.uva.nl/research/neuro/ias-ras/ • Society for Study of Artificial Intelligence and Simulation of Behaviour. Web: http://www.cogs.susx.ac.uk/aisb/ • International Conference on Intelligent Robots and Systems. Web: http://iros2000.iis.u-tokyo.ac.jp/ 

    * Universidades e Projetos de Pesquisa:• MIT AI (Artificial Intelligence) Lab. Web: http://www.ai.mit.edu/projects/ • Autonoumous System Lab. - LAMI - EPFL. Web: http://dmtwww.epfl.ch/isr/asl/ • Field and Space Robotics Laboratory - MIT. Web: http://robots.mit.edu/ • Lab. for Perceptual Robotics-UMass. Web: http://www-robotics.cs.umass.edu/robotics.html• The Robotics Institute - Carnegie-Mellon University. Web: Web: http://www.ri.cmu.edu/ • Stanford Robotics Lab. Web: http://robotics.stanford.edu/home.html• Khepera - Robot and Simulator. Web: http://diwww.epfl.ch/lami/team/michel/khep-sim/ • Laboratoire Leibniz - Equipes Réseaux d'Automates e Laplace. IMAG, INPG - Grenoble, France.

    Web: http://www-leibniz.imag.fr/RESEAUX/ e http://www-leibniz.imag.fr/LAPLACE/ • Equipe SHARP - INRIA, France. Web: http://www.inrialpes.fr/sharp/ Publications: http://www.inrialpes.fr/sharp/publications/bibsharp/adt.html

    • Robocup Official Site. Web: http://www.robocup.org/ 

    * Empresas: ( http://www.cs.virginia.edu/~gsw2c/robots.html )• Arrick R obotics. Web: http://www.robotics.com/ . AGVs. http://www.agvp.com/home.htm• Cybermotion Cyberguard. Web: http://www.cybermotion.com/ . IS Robotics. http://www.isr.com/ • Nomadic Technologies Inc. Web: http://www.robots.com/ • Lego MindStorm Site. Web: http://www.lego.com/mindstorms/ ou http://www.legomindstorms.com• Robotics Industries Association - RIA. Web: http://www.robotics.org/ • Robotics OnLine. Web: http://www.roboticsonline.com/ 

    ROBÓTICA AUTÔNOMA na WEB:

    DARPA Challenge... Sebastian Thrun

    http://www.darpa.mil/grandchallenge/ 

    Winner 2005:Stanford / Sebastian Thrun GroupStanley Team

    http://en.wikipedia.org/wiki/DARPA_Grand_ChallengeVídeos em: http://www.darpa.mil/body/GC_video_clips.html(em caso de problema de conexão... http://www.the-cloak.com/login.html )

    SWARM... Marco Dorigohttp://www.swarm-bots.org/ 

    Robôs Comerciais... Ver a seguir

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    Aplicações AtuaisAplicações Atuais

    O P r e s e n t e  

    O P r e s e n t e  

    Aplicações AtuaisAplicações Atuais 

     

    A i b o  

    A i b o  

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    Aplicações AtuaisAplicações Atuais

     

     

    A s p i r a d o r d e P ó

    A s p i r a d o r d e P ó

    R o o m b a  

    R o o m b a  

    Aplicações AtuaisAplicações Atuais 

     

    C o r t a d o r d e G r a m a  

    C o r t a d o r d e G r a m a  

    • 

    • 

    R o b o M o w e r  

    R o b o M o w e r  

    • 

    • 

    A u t o M o w e r  

    A u t o M o w e r  

     

     

    H u s q v a r n a  

    H u s q v a r n a  

     

     

    C a r r e g a a s b a t e r i a s

    C a r r e g a a s b a t e r i a s

    a u t o m a t i c a m e n t e  

    a u t o m a t i c a m e n t e  

     

     

    F i o e l é t r i c o d e f i n e a

    F i o e l é t r i c o d e f i n e a

    á r e a d e a t u a ç ã o  

    á r e a d e a t u a ç ã o  

     

     

    N a v e g a ç ã o o b e d e c e

    N a v e g a ç ã o o b e d e c e

    p a d r õ e s , s e m p a d r õ e s , s e m

    s e n s o r e s p a r a

    s e n s o r e s p a r a

    v e r i f i c a r s e a g r a m a

    v e r i f i c a r s e a g r a m a

    f o i r e a l m e n t e

    f o i r e a l m e n t e

    c o r t a d a  

    c o r t a d a  

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    Aplicações AtuaisAplicações Atuais

     

     

    C o r t a d o r d e G r a m a  

    C o r t a d o r d e G r a m a  

    • 

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    R o b o M o w e r  

    R o b o M o w e r  

    Vídeo

    Aplicações AtuaisAplicações Atuais 

     

    H u m a n ó i d e s  

    H u m a n ó i d e s  

    • 

    • 

    H o n d a

    H o n d a

    P 3 

    P 3 

    ,

    ,

    A s i m o  

    A s i m o  

    A bateria dura cerca de 25minToda a força computacionalé utilizada somente para caminhar

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    Aplicações AtuaisAplicações Atuais

     

     

    H u m a n ó i d e s  

    H u m a n ó i d e s  

    • 

    • 

    H o n d a

    H o n d a

    P 3 

    P 3 

    ,

    ,

    A s i m o  

    A s i m o  

    Vídeos

    Aplicações AtuaisAplicações Atuais 

     

    E x p l o r a ç ã o E s p a c i a l

    E x p l o r a ç ã o E s p a c i a l

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    Aplicações AtuaisAplicações Atuais

     

     

    E x p l o r a ç ã o

    E x p l o r a ç ã o

    E s p a c i a l

    E s p a c i a l

     

     

    M a r s  

    M a r s  

    R o v e r  

    R o v e r  

    Aplicações AtuaisAplicações Atuais 

     

    R o b ó t i c a I n d u s t r i a l

    R o b ó t i c a I n d u s t r i a l

     

     

    M a n i p u l a d o r e s

    M a n i p u l a d o r e s

    R o b ó t i c o s  

    R o b ó t i c o s  

    Área mais lucrativa da robótica atualmente

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    Atividades: Robótica, Visão e Automação Inteligente 

    • Robótica: Manipuladores• Robótica: Simulação• Robótica: Veículos• Visão Artificial e Processamento de Imagens• Reconhecimento de Voz

    Técnicas:

    • Modelagem e Simulação de Processos Computacionais e deInteligência Artificial

    • Rede Neurais

    • Lógica Nebulosa• Multi-Agentes• Machine Learning• Processamento Gráfico e de Sinais

    F a r l e i H e i n e n & A d i l é a W a g n e r

    GIAGIA-- Grupo de Inteligência ArtificialGrupo de Inteligência ArtificialGVPAGVPA – – Grupo de Pesquisas em Veículos AutônomosGrupo de Pesquisas em Veículos Autônomos

    Atividades: Robótica, Visão e Automação Inteligente 

    • Robótica: Manipuladores• Robótica: Simulação• Robótica: Veículos• Visão Artificial e Processamento de Imagens• Reconhecimento de Voz

    Técnicas:

    • Modelagem e Simulação de Processos Computacionais e deInteligência Artificial

    • Rede Neurais• Lógica Nebulosa• Multi-Agentes• Machine Learning• Processamento Gráfico e de Sinais

    F a r l e i H e i n e n

    GIAGIA-- Grupo de Inteligência ArtificialGrupo de Inteligência Artificial

    GVPAGVPA – – Grupo de Pesquisas em Veículos AutônomosGrupo de Pesquisas em Veículos Autônomos

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    Atividades:

    • Robótica: Manipuladores• Robótica: Simulação• Robótica: Veículos• Visão Artificial e Processamento de Imagens:

    • Reconhecimento de Padrões• Reconhecimento de Placas de Carros• Reconhecimento de Assinaturas• Processamento de Imagens de Satélite (CBERS)• Tratamento de Imagens• Reconhecimento de Gestos

    • Interação Homem-Máquina: Voz, Processamento de Linguagem Natural

    • Análise, Previsão e Estimativas Econômicas• Mineração de Dados

    Técnicas:

    • Modelagem e Simulação de Processos Computacionais e de Inteligência Artificial• Rede Neurais, Lógica Nebulosa, Multi-Agentes, Machine Learning, Data-Mining,...

    G u i l h e r m e B r e i e r & L e o n e l P o l t o s i

    GIAGIA-- Grupo de Inteligência ArtificialGrupo de Inteligência ArtificialGVPAGVPA – – Grupo de Pesquisas em Veículos AutônomosGrupo de Pesquisas em Veículos Autônomos

    Atividades: Robótica, Visão e Automação Inteligente 

    • Robótica: Manipuladores• Robótica: Simulação• Robótica: Veículos• Visão Artificial e Processamento de Imagens• Reconhecimento de Voz

    Técnicas:

    • Modelagem e Simulação de Processos Computacionais e deInteligência Artificial

    • Rede Neurais• Lógica Nebulosa• Multi-Agentes• Machine Learning• Processamento Gráfico e de Sinais

    T ú l i o B e n d e r , E d u a r d o M o s c h e t t a , V i v i a n e T o d t

    J o ã o B i t t e n c o u t + P O N F A C S . A .

    Original Filtro Convencional Filtro Neural

    GIAGIA-- Grupo de Inteligência ArtificialGrupo de Inteligência Artificial

    GVPAGVPA – – Grupo de Pesquisas em Veículos AutônomosGrupo de Pesquisas em Veículos Autônomos

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    Atividades: Robótica, Visão e Automação Inteligente 

    • Robótica: Manipuladores• Robótica: Simulação• Robótica: Veículos• Visão Artificial e Processamento de Imagens• Reconhecimento de Voz e de Gestos

    Técnicas:

    • Modelagem e Simulação de Processos Computacionais e deInteligência Artificial

    • Rede Neurais

    • Lógica Nebulosa• Multi-Agentes• Machine Learning• Processamento Gráfico e de Sinais

    J o ã o B i t t e n c o u r t

    K á t i a H a r d t ,

    B r u n o R o t h ,

    A n d r é T a v a r e s

    GIAGIA-- Grupo de Inteligência ArtificialGrupo de Inteligência ArtificialGVPAGVPA – – Grupo de Pesquisas em Veículos AutônomosGrupo de Pesquisas em Veículos Autônomos

    GIAGIA-- Grupo de Inteligência ArtificialGrupo de Inteligência Artificial

    GVPAGVPA – – Grupo de Pesquisas em Veículos AutônomosGrupo de Pesquisas em Veículos AutônomosAtividades: Robótica, Visão e Automação Inteligente 

    • Robótica: Manipuladores• Robótica: Simulação• Robótica: Veículos• Visão Artificial e Processamento de Imagens• Reconhecimento de Voz e de Gestos

    Técnicas:

    • Modelagem e Simulação de Processos Computacionais e deInteligência Artificial

    • Rede Neurais Artificiais• Lógica Nebulosa• Algoritmos Genéticos• Multi-Agentes• Machine Learning• Processamento Gráfico e de Sinais

    • D e s e n v o l v i m e n t o d e H a r d w a r e / S o f t w a r e p a r a S i s t e m a s d e C o n t r o l e

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    GIAGIA-- Grupo de Inteligência ArtificialGrupo de Inteligência ArtificialGVPAGVPA – – Grupo de Pesquisas em Veículos AutônomosGrupo de Pesquisas em Veículos Autônomos

    Atividades: Robótica, Visão e Automação Inteligente 

    • Robótica: Manipuladores• Robótica: Simulação• Robótica: Veículos• Visão Artificial e Processamento de Imagens• Reconhecimento de Voz e de Gestos

    Técnicas:

    • Modelagem e Simulação de Processos Computacionais e deInteligência Artificial

    • Rede Neurais Artificiais

    • Lógica Nebulosa• Algoritmos Genéticos• Multi-Agentes• Machine Learning• Processamento Gráfico e de Sinais

    • D e s e n v o l v i m e n t o d e H a r d w a r e / S o f t w a r e p a r a S i s t e m a s d e C o n t r o l e

    GIAGIA-- Grupo de Inteligência ArtificialGrupo de Inteligência Artificial

    GVPAGVPA – – Grupo de Pesquisas em Veículos AutônomosGrupo de Pesquisas em Veículos AutônomosRobótica, Visão e Automação Inteligente Níveis de Controle 

    • Comando / Acionamento “Drive by Wire”Exemplos: Joystick, Celular, Data Glove comandando

    • Controle / Apoio ao MotoristaExemplos: AGV, ACC, Lane Follow, Collision Avoidande

    • Condução / Dirigir AutonomamenteE x e m p l o s : E s t a c i o n a r , A C C + F o l l o w + C o l l i s i o n A v o i d a n c e ,

    R o t a P o r t o A l e g r e – C h a p e c ó A u t ô n o m a

    c o m a n d o  

    c o n t r o l e  

    c o n d u ç ã o  

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    Robótica Inteligente e Veículos AutônomosRobótica Inteligente e Veículos AutônomosGIAGIA-- Grupo de Inteligência ArtificialGrupo de Inteligência Artificial

    GVPAGVPA – – Grupo de Pesquisas em Veículos AutônomosGrupo de Pesquisas em Veículos AutônomosTemas Principais:

    • Tipos de Robôs• Sensores e Atuadores• Inteligência & Robôs• Modelos Sensoriais• Modelos Cinemáticos• Controle Robótico:

    • Controle Reativo• Controle Deliberativo• Controle Hierárquico

    • Mapas do Ambiente:• Construção de Mapas• Planejamento de Trajetórias

    • SMPA - Sense Model Plan Act • Problemas:

    • Desvio de Obstáculos• Posicionamento

    • Soluções: Controle Robusto Híbrido• Simulação - SimRob3D

    D e s e n v o l v i d o

    p e l o G I A / G P V A

    N a U n i s i n o s

    V í d e o / D e m o

    d i s p o n í v e l

    Robótica Inteligente e Veículos AutônomosRobótica Inteligente e Veículos AutônomosUnisinosUnisinos -- PIPCAPIPCA

    Projetos:

    • COHBRA - Controle Híbrido Inteligente de Robôs Autônomos [2001-2003]http://www.inf.unisinos.br/~osorio/cohbra.html

    • CORNEA - Reconhecimento de Objetos baseado em Atributos [2003-2006]de Cor e no Uso de Redes Neurais

    "Color based Object Recognition using a NEural Approach"http://www.inf.unisinos.br/~osorio/cornea.html

    • IAVI - Inteligência Artificial aplicada em Veículos e [2006- em andamento]Agentes Móveis Inteligentes

    http://www.inf.unisinos.br/~osorio/iavi.html

    Trabalhos de Alunos - Dissertações e TCCs

    • Dissertações: Farlei Heinen, Túlio Bender, Rafael Jeffman, Milton Heinen• TCCs: Farlei Heinen, Eduardo Righes, Flávio Alves, Luciane Fortes