Contextualização

A Robótica de Resgate é um campo de pesquisa multidisciplinar que envolve a aplicação de robôs e tecnologia de inteligência artificial para ajudar nas operações de resgate em cenários de desastres. Alimentados pela necessidade urgente de salvar vidas humanas após desastres naturais e causados pelo homem, os robôs de resgate são projetados para lidar com ambientes perigosos e incertos, onde é muito arriscado para os socorristas humanos operarem.

A Robótica de Resgate é amplamente utilizada em resposta a variados tipos de desastres. Seja em terremotos, incêndios florestais, desastres nucleares ou deslizamentos de terra, robôs aéreos, terrestres e marítimos estão em constante evolução para auxiliar eficientemente nas operações de resgate. Através desse projeto, os alunos serão desafiados a aplicar seus conhecimentos em robótica, inteligência artificial, programação e design para desenvolver um robô de resgate simulado eficaz e eficiente.

Importância

A Robótica de Resgate é um tópico de grande relevância pois reflete um dos principais objetivos da ciência e da tecnologia - usar inovações para melhorar a vida das pessoas e a sociedade como um todo. Os robôs de resgate podem salvar vidas em situações em que os humanos não conseguem, seja porque é muito arriscado ou devido às limitações físicas. Além disso, esses robôs são fundamentais para a coleta de informações em ambientes perigosos, fornecendo dados cruciais que podem informar as operações de resgate e contribuir para a mitigação de desastres.

Os alunos são instigados a pensar além da construção de robôs e a compreender as implicações éticas, sociais e humanitárias da robótica de resgate. Eles serão incentivados a pensar em como a inteligência artificial e a robótica podem ser aplicadas em situações de vida real para solucionar desafios complexos.

Materiais

Os alunos podem se beneficiar muito ao se familiarizarem com as fontes listadas:

1. Livro: "Introduction to AI Robotics" por Robin R. Murphy, é um excelente recurso para entender os conceitos básicos de Robótica e Inteligência Artificial aplicados a cenários de resgate.

2. Site: IEEE Robotics and Automation Society, especialmente a seção sobre Robótica de Resgate ([link aqui]

3. Documentários/Vídeos: TED Talks relacionados ao tema de Robótica de Resgate e Inteligência Artificial como "Robots that fly ... and cooperate" de Vijay Kumar e "Meet Spot, the robot dog that can run, hop and open doors" de Marc Raibert.

Este é um tópico de importância crítica e imensamente fascinante no qual o poder da tecnologia é usado para suas metas mais nobres - salvar vidas humanas e reduzir o sofrimento humano na sequência de desastres.

Atividade Prática

"Projeto Super Rescue Bot: Desenvolvendo um Robô de Resgate Simulado"

Objetivo do Projeto

O objetivo desta atividade prática é projetar e programar um robô de resgate simulado que possa operar autonomamente em um ambiente incerto e arriscado. Os alunos aplicarão os conceitos de inteligência artificial, comunicação sem fio, redes, sensores e atuadores, design e prototipagem, programação e gestão de desastres para cumprir esse objetivo.

Materiais Necessários

1. Kit básico de robótica (por exemplo, LEGO Mindstorms, Arduino, Raspberry Pi)
2. Computador com software de programação (Python, C++, ROS)
3. Sensores (por exemplo, sensor de temperatura, sensor de gás, sensor ultrassônico)
4. Materiais para construir um ambiente simulado de desastre
5. Sistema sem fio para comunicação (Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee)

Os kits e materiais específicos podem variar com base no orçamento e recursos disponíveis.

Descrição Detalhada do Projeto

Esse projeto requer que os alunos trabalhem em grupos de 3 a 5 membros. Cada grupo deve projetar e construir um robô de resgate autônomo que possa realizar tarefas específicas em um ambiente simulado de desastre (como um edifício destruído por um terremoto). Este projeto deve levar cerca de 20 horas para ser concluído, incluindo tempo para pesquisa, planejamento, construção, programação, teste, revisão e documentação.

Passo a Passo

Parte 1: Pesquisa e Planejamento (cerca de 6 horas)

1. Pesquisem profundamente sobre Robótica de Resgate, estudando casos de uso reais.

2. Com base na pesquisa, o grupo deve decidir as funcionalidade do robô (como localizar vítimas, detectar gás, remover escombros, etc.).

3. Com base nas funcionalidades decididas, listem os recursos necessários para o robô (sensores, atuadores, etc) e também como ele se comunicará.

4. Desenhem um esboço inicial do design do robô e um mapa do ambiente simulado de resgate.

Parte 2: Construção e Programação (cerca de 10 horas)

1. Utilizem os componentes do kit de robótica para construir o robô de acordo com o esboço do design.

2. Programem o robô para que ele possa operar autonomamente, responder aos dados dos sensores e se comunicar conforme especificado no planejamento.

3. Construam um ambiente simulado para o robô operar.

Parte 3: Teste e Iteração (cerca de 3 horas)

1. Testem o robô no ambiente simulado e registrem os resultados.

2. Conforme os testes, façam revisões necessárias no design e programação.

Entregas do Projeto

1. O robô construído com todas as suas funcionalidades.

2. Um relatório detalhado contendo as seguintes seções:

• Introdução: Aqui, vocês contextualizarão o tema, a pesquisa realizada, os objetivos e as funcionalidades do robô.

• Desenvolvimento: Nessa seção, os alunos devem descrever a construção do robô, a programação, os sensores utilizados, o sistema de comunicação e o ambiente de simulação. Além disso, devem explicar os testes realizados e discutir os resultados.

• Conclusão: Retomem aos pontos principais, os aprendizados obtidos, os desafios enfrentados e as possíveis melhorias para o robô.

• Bibliografia: Indiquem todas as fontes de informação que foram relevantes para a construção e programação do robô.