Contextualização

Robótica Manipuladora é um campo da Engenharia Robótica que se concentra na projeção, construção e utilização de robôs que manipulam objetos físicos. Este é um ramo vital da robótica que tem aplicações em uma série de indústrias, desde manufatura até medicina. Em quase todos os aspectos da vida moderna, os robôs manipuladores desempenham um papel essencial, auxiliando as pessoas a realizar tarefas de maneira mais eficiente, precisa e segura.

Derivando da palavra grega "Robot", que significa "trabalhador", a robótica manipuladora foi inicialmente concebida para realizar tarefas em ambientes inóspitos ou perigosos para humanos, como desarmar bombas, trabalhar em ambientes radiativos, ou em profundidades oceânicas. Com o tempo, conforme a tecnologia avançou, esses robôs encontraram aplicações mais generalistas, como nas linhas de produção em fábricas de automóveis, montagem de produtos eletrônicos, e até mesmo na realização de cirurgias complexas.

Introdução sobre Robótica Manipuladora

A robótica manipuladora é baseada em três principais áreas da ciência: a Mecânica, responsável pelo movimento e operação dos robôs; a Eletrônica, que controla as partes que fazem o robô funcionar; e a Computação, que é a que dá a inteligência ao robô, permitindo que ele execute tarefas programadas. Com a integração dessas três ciências, robôs manipuladores podem ser projetados e construídos para realizar tarefas delicadas e precisas em vários campos.

Os robôs manipuladores consistem em uma série de juntas e links, com a capacidade de se mover em pelo menos um eixo. Eles podem ser programados para mover-se de uma forma pré-definida ou podem ser manobrados pelo operador. Além disso, podem ser projetados para executar movimentos mais complexos e várias tarefas ao mesmo tempo. Tudo isso torna a Robótica Manipuladora uma área extremamente interessante para explorar e aprender.

Os robôs manipuladores desempenham um papel crucial em muitas indústrias modernas, oferecendo ganhos significativos de eficiência e produtividade. Entre os inúmeros exemplos, podemos citar a automação de fábricas, em que robôs manipuladores montam produtos de maneira rápida e precisa, ou o campo médico, em que eles são usados para realizar cirurgias delicadas com precisão cirúrgica.

Materiais Extras

A seguir, incluí alguns materiais que fornecem um ótimo complemento ao processo de aprendizagem e que podem despertar um interesse mais profundo na Robótica Manipuladora:

1. [Livro "Introduction to Robotics: Mechanics and Control" por John J. Craig] Este livro oferece uma ótima visão geral da engenharia robótica, abordando a mecânica e o controle.

2. [Vídeo do Canal SciShow no Youtube: "How do Robots Work?"] Um vídeo bem produzido e informativo sobre como os robôs funcionam, explorando os fundamentos por trás do funcionamento dos robôs.

3. [Documentário da Netflix: "Robots"] É um documentário interessante e perspicaz sobre o estado atual da robótica, cobrindo tópicos que vão desde a robótica doméstica até aplicações industriais.

Atividade Prática

Construção de um Robô Manipulador Simples com LEGO Mindstorms

Objetivo da Atividade

Construir um Robô Manipulador usando o Lego Mindstorms EV3, sendo capaz de manipular objetos pequenos, e programá-lo para executar tarefas simples como mover um objeto de um lugar para outro.

Materiais Necessários

1. Conjunto Lego Mindstorms EV3.
2. Computador com software Lego Mindstorms EV3 instalado.
3. Pequenos objetos para o robô manipular (ex: blocos de lego, rolhas, etc.)

Descrição Detalhada do Projeto

Os alunos participantes, trabalhando em grupos de 3 a 5, serão responsáveis por projetar, construir e programar um Robô Manipulador simples usando o Lego Mindstorms. O robô deve ser capaz de executar tarefas simples como pegar um objeto pequeno e movê-lo de um lugar para outro. Durante o progresso do projeto, os integrantes do grupo deverão registrar e documentar o passo a passo do projeto para posterior elaboração de relatório.

Passo a passo detalhado para a realização da atividade

1. Começar pesquisando sobre robôs manipuladores e suas aplicações, para entender realmente o que eles são, como funcionam e para que servem.

2. Esboçar o design do robô, e fazer um plano de como construí-lo com os kits Lego Mindstorms.

3. Construir o robô de acordo com o plano desenvolvido. Certificar-se de testar e ajustar o robô conforme necessário para garantir que ele está funcionando efetivamente.

4. Desenvolver um programa simples para controlar o robô usando o software Mindstorms EV3. O robô deve ser capaz de pegar um objeto pequeno e movê-lo de um lugar para outro. Lembre-se de testar e ajustar o programa conforme necessário.

5. Documentar cada passo do processo de construção e programação do robô.

6. Gravar um vídeo mostrando o robô em ação, realizando uma tarefa específica.

7. Escrever um relatório detalhado sobre a experiência, incluindo o passo a passo do projeto, os desafios encontrados e as soluções propostas, os aspectos técnicos do robô e do programa e qualquer outra informação relevantes.

8. Entregar o vídeo e o relatório para avaliação.

Entregas do Projeto

1. Vídeo demonstração: Um vídeo curto (no máximo 5 minutos) onde o robô construído é demonstrado realizando a tarefa para a qual ele foi programado.

2. Relatório do Projeto: Um relatório detalhado contendo:

• Introdução: Um breve background sobre robótica manipuladora e sua relevância, o propósito do projeto e sua aplicação prática.
• Desenvolvimento: Detalhes da construção do robô, o passo a passo do projeto, a teoria por trás do robô e a programação empregada, e uma discussão sobre os resultados obtidos.
• Conclusão: Os principais aprendizados obtidos durante o projeto, uma reflexão sobre as habilidades utilizadas e desenvolvidas e como o projeto pode ser melhorado no futuro.
• Bibliografia: As fontes de informação utilizadas durante o projeto, como livros, sites da internet, vídeos e outras.

Lembre-se: O relatório é um registro do seu processo de aprendizado e das habilidades desenvolvidas ao longo do projeto. Certifique-se de fornecer detalhes suficientes para que um espectador externo possa compreender o que você fez e por quê.

Obs: O grupo tem uma semana para completar o projeto, com cada membro gastando de duas a quatro horas no total.