Contextualização

Os robôs têm um papel significativo em várias indústrias, como automóveis, medicina e, cada vez mais, na construção. A Robótica de Construção envolve o uso de robôs e tecnologia autônoma em várias tarefas de construção. Este ramo da robótica é onde a engenharia tradicional de construção se cruza com engenharia mecânica, elétrica e de computação. Conceitos fundamentais como Desenho Mecânico, Programação, Controle de Automação, Inteligência Artificial, Mecatrônica e a operação de Sensores e Atuadores são conhecimentos chaves para melhor apreciar e contribuir para este campo.

O crescimento do uso de robótica na construção é impulsionado por vários fatores, incluindo a necessidade de melhorar a eficiência e a produtividade, reduzir custos, abordar a escassez de mão-de-obra e melhorar a segurança no local de trabalho. Os robôs de construção podem assumir várias formas e funções, desde drones usados para topografia e mapeamento até robôs que podem automatizar tarefas, como empilhamento de tijolos e construção de paredes.

Introdução

Neste projeto, nós iremos explorar a fascinante e complexa natureza da Robótica de Construção. Ele desafiará você a conceber, projetar e construir um robô que possa realizar uma tarefa de construção de sua escolha, utilizando uma combinação de habilidades técnicas e colaboração em equipe. Esse projeto não só permitirá a você aplicar seus conhecimentos teóricos, mas também desenvolverá habilidades práticas valiosas, incluindo resolução de problemas, gerenciamento de tempo, e trabalho em equipe.

O primeiro passo será compreender as tarefas que os robôs podem realizar na indústria da construção, assim vocês poderão escolher uma tarefa realista para o seu robô. Em seguida, cada equipe deve projetar e construir o seu robô, aplicando seus conhecimentos de programação, design mecânico, e controle de automação. Uma vez que o robô esteja pronto, as equipes executarão uma série de testes e farão quaisquer ajustes necessários para que o robô execute com sucesso a tarefa.

Materiais Extras

Para ajudá-los a compreender a vasta gama de aplicações da robotic de construção e alimentar sua inspiração para este projeto, sugiro que vocês explorem os seguintes recursos:

1. [BRIKAWood] Uma empresa que usa robôs para a montagem de peças de madeira para a construção de casas.

2. [Fastbrick Robotics] Explore este site para aprender sobre o robô de empilhamento de tijolos "Hadrian X".

3. [Built Robotics] Esta companhia criou uma linha de veículos autônomos de construção, que podem fazer tudo desde a movimentação de terra até a compactação.

4. Livro ["Introduction to AI Robotics" por Robin R. Murphy] Este livro oferece uma introdução completa ao campo da robótica.

Estes recursos podem servir como ponto de partida para sua pesquisa e auxiliar no processo de design do seu robô. Lembrem-se que este é um campo em constante evolução, por isso é uma boa ideia se manter atualizado sobre novas tecnologias e aplicações no âmbito da robótica de construção.

Atividade Prática

Construção de um Robô Aplicador de Argamassa

Objetivo do Projeto

O objetivo do projeto é projetar e construir um robô capaz de aplicar argamassa em uma parede de tijolos. Os alunos aprenderão a aplicar conceitos de robótica em um cenário real de construção civil.

Materiais Necessários

1. Kits de robótica como o Lego Mindstorms ou similar
2. Software de programação como o RobotC, C++, Python ou similar
3. Argumento, espátula e ferramentas de construção
4. Paredes de tijolos
5. Tinta e pincel

Descrição detalhada do projeto

Este projeto envolve a concepção, projeto, programação e construção de um robô que, quando completado, será capaz de aplicar argamassa em uma parede de tijolos com uma precisão e eficiência superiores à das abordagens tradicionais. O projeto é projetado para ser executado por grupos de 3 a 5 alunos e deve ser completado em mais de doze horas por aluno.

Etapas do projeto:

1. Compreensão do Problema: Os alunos devem começar compreendendo a complexidade da tarefa de aplicar argamassa. Isto pode envolver a compreensão de como profissionais humanos executam o trabalho, e quais são os desafios potenciais no processo.

2. Design do Robô: Uma vez que a complexidade do problema é compreendida, os alunos podem começar a projetar seu robô. A programação deve ser feita em um ambiente de programação apropriado (como o RobotC, C++, Python), juntamente com o conceito de Controle de Automação.

3. Construção e Teste: Depois que o design estiver completo, os alunos começarão a construir seu robô usando o kit de robótica. Além disso, eles devem também construir uma parede de tijolos para testar a funcionalidade de seu robô.

4. Apresentação do Projeto: Finalmente, cada equipe fará uma apresentação do seu projeto, demonstrando o robô em ação e compartilhando os desafios que superaram, bem como as habilidades que adquiriram no processo.

Passo a passo detalhado para a realização da atividade:

1. Compreensão do Problema: Pesquise como profissionais de construção aplicam argamassa em paredes de tijolos e descreva o processo. Dependendo das restrições locais, esta pesquisa pode ser feita online ou por meio da contratação de um profissional.

2. Design do Robô: Desenhe o robô significando esboços 3D, incluindo todas as peças e a forma Geral. Indique onde serão colocados os sensores e atuadores.

3. Programação: Programando seu robô para realizar a tarefa de aplicar a argamassa. Isto deve incluir a adaptação do código para os sensores e atuadores apropriados.

4. Construção do robô: Use as peças da sua caixa de robótica para construir seu robô conforme o projetado.

5. Teste do robô: Realize testes de funcionamento, comece corrigindo qualquer erro mecânico ou de programação.

6. Construção da parede de tijolos: Construa uma parede de tijolos real para seu robô trabalhar.

7. Apresentação final: Realize uma apresentação final mostrando como seu robô aplica a argamassa.

Após a conclusão do projeto, o documento final escrito deve ser apresentado, contendo os seguintes tópicos:

1. Introdução: Contextualize o assunto, mencionando a relevância e as aplicações no mundo real de robôs de construção. Declare também qual foi o objetivo deste projeto.

2. Desenvolvimento: Descreva o desafio de design que seus robôs vieram a superar. Discuta sobre a teoria por trás dos elementos usados em seu robô (por exemplo, sensores, atuadores, programação). Descreva também a metodologia que sua equipe usou para criar e testar o robô, e apresente os resultados obtidos.

3. Conclusão: Faça um resumo do que foi aprendido e quais problemas foram superados, além disso, descreva os detalhes técnicos e as habilidades adquiridas com este projeto.

4. Bibliografia: Indique todas as fontes de informação (livros, sites, vídeos etc.) em que sua equipe se baseou para desenvolver o projeto.

Este projeto abrange vários tópicos de robótica de construção e através dele, os alunos adquirirão várias habilidades técnicas e socioemocionais.