Contextualização

Introdução

Robótica de Assistência é um ramo da robótica que foca no design, desenvolvimento e aplicação de robôs destinados a ajudar os humanos em tarefas do dia a dia ou realizar atividades que são difíceis ou perigosas para os humanos completarem. Os robôs de assistência podem ser usados em uma série de aplicações, incluindo assistência médica e home care, tarefas domésticas ou industriais, ajudando pessoas com deficiências físicas, doenças crônicas, idosos e muito mais.

A operação desses robôs abrange um amplo leque de conhecimentos, desde entender os princípios básicos da robótica, como atuação e sensoriamento, até programação de robôs e inteligência artificial. É de extrema importância dominar a programação de robôs para que eles possam realizar tarefas com precisão, precisando para isso um bom domínio de diferentes linguagens de programação e softwares de robótica.

Além disso, para se destacar nesta área é crucial ter forte conhecimento em engenharia de sistemas, que inclui mecânica, eletrônica e sistemas de controle, habilidades de design de produtos e compreensão das implicações éticas no design e uso de robôs de assistência, já que eles interagem diretamente com humanos.

Contextualização

Com o envelhecimento da população mundial e o aumento da demanda por cuidados de saúde e assistência, a robótica de assistência surge como uma ferramenta poderosa para superar esses desafios. Eles têm o potencial de proporcionar assistência constante e personalizada, aumentando a independência e qualidade de vida de muitos indivíduos.

Esses robôs podem ajudar em tarefas cotidianas como limpeza e cozinhar, auxiliar pessoas com deficiências físicas a se moverem ou realizarem tarefas que de outra forma seriam difíceis, além de ajudar na reabilitação de pacientes com condições neurológicas ou musculoesqueléticas. Eles também têm um potencial incrível em ambientes industriais, realizando tarefas que são demasiadamente complexas, repetitivas ou perigosas para os humanos.

Nós vamos entender mais sobre isso e como aplicar nosso conhecimento em robótica para resolver problemas reais e fazer a diferença na vida das pessoas.

Materiais extras

1. "Introduction to Autonomous Robots". Nikolaus Correll, Bradley Hayes, Sven Murray and Joseph Bradley. Disponível em: [Introduction to Autonomous Robots]

2. "Human-Robot Interaction: An Introduction". Michael A. Goodrich and Alan C. Schultz. Disponível em: [Human-Robot Interaction: An Introduction]

3. Robótica de Assistência: [RoboHub Podcast]

4. Robótica de Assistência: [Engadget articles about assistive robots]

Atividade Prática

Projeto Assistente Robótico Personalizado

Objetivo do Projeto:

O objetivo deste projeto é conceber, projetar e simular um assistente robótico personalizado que possa ajudar a lidar com uma questão específica ou necessidade. Será utilizada uma simulação de robótica em vez de um robô físico real, permitindo aos alunos concentrarem-se no design do robô e na programação sem a necessidade de lidar com restrições físicas reais.

Materiais necessários:

1. Computador com acesso à internet
2. Software de simulação de robôs como o [Robot Operating System (ROS)]
3. Software de CAD, como [Fusion 360] ou [Tinkercad]

Descrição detalhada do Projeto:

Os alunos deverão trabalhar em grupos de 3 a 5 pessoas. Cada grupo deverá selecionar um cenário de aplicação específico para o seu robô assistente, por exemplo, ajudar um idoso com mobilidade limitada em casa, auxiliar um trabalhador industrial em uma tarefa perigosa, etc. Depois de identificar o cenário, o grupo deve projetar e programar um robô assistente para ajudar nessa situação específica.

O robô assistente deve ser projetado de forma a cumprir ao menos duas tarefas específicas relacionadas ao cenário escolhido. Os alunos devem fazer uso de sua compreensão dos conceitos de robótica, programação de robôs e IA para desenvolver um modelo funcional do robô assistente na simulação.

Passo a passo para a realização da atividade:

1. Escolha do cenário: cada grupo deve conversar e chegar a um consenso sobre a situação específica que seu robô assistente irá ajudar. Eles devem pesquisar sobre esta situação, identificando tarefas específicas para o robô realizar.

2. Pesquisa de referências: os grupos devem pesquisar diferentes desenhos de robôs e ideias para ajudar na concepção do seu robô.

3. Design do robô assistente: utilizando um software de CAD, os alunos devem projetar o seu assistente robótico. É importante ter em mente o cenário e as tarefas específicas identificadas na primeira fase, bem como as restrições apresentadas no software de simulação.

4. Programação do robô: usando o software de simulação de robôs, os alunos devem programar o robô para realizar as tarefas identificadas. Eles devem fazer uso de conceitos como sensores, atuadores e controladores para implementar as funcionalidades do robô.

5. Testes e iterações: os alunos devem testar o robô na simulação para verificar se ele está funcionando como esperado. Se algo não estiver funcionando corretamente, eles devem iterar sobre o design e a programação até que o robô esteja realizando suas tarefas de forma satisfatória.

6. Documentação do Projeto: cada grupo deve criar um relatório detalhado sobre o projeto, que consistirá em quatro tópicos principais: Introdução, Desenvolvimento, Conclusões e Bibliografia utilizada.

   • Introdução: Os alunos devem contextualizar o tema da Robótica de Assistência, explicando sua relevância e aplicação no mundo real e o objetivo de seu projeto.

   • Desenvolvimento: Nesta seção, os alunos devem detalhar a teoria que embasa os conceitos centrais de seu projeto, descrever a atividade em detalhes, apresentar a metodologia utilizada, e por fim, discutir os resultados obtidos.

   • Conclusão: Aqui, os alunos devem retomar as ideias principais do projeto, destacando o que aprenderam e as conclusões retiradas ao longo do desenvolvimento do projeto.

   • Bibliografia Utilizada: Nessa parte, os alunos devem listar as fontes que auxiliaram, direta ou indiretamente, a realização do projeto. Pode-se incluir livros, links de páginas na web, vídeos didáticos, artigos, etc.

O projeto deve ser concluído em um mês e cada aluno deverá dedicar entre cinco a dez horas de trabalho para a sua realização. Ao final do projeto, cada aluno deve ter adquirido habilidades técnicas importantes na área de Robótica de Assistência, com aplicações práticas claras.