(Originais Teachy 2023) - Questão Fácil de Robótica

Um grupo de alunos do primeiro ano do ensino médio está construindo um robô para participar de uma competição de sumô. Eles precisam programar o robô para que ele seja capaz de detectar a borda do ringue e evitar sair dele. Considerando a necessidade de sensores e atuadores para a funcionalidade desejada, qual sensor específico poderia ser utilizado para a detecção da borda do ringue e quais atuadores seriam necessários para que o robô possa se movimentar de forma autônoma e evitar a queda do ringue durante a luta?

Durante a construção de um robô explorador para ambientes inóspitos, uma equipe de engenheiros decidiu utilizar um conjunto de sensores para garantir que o robô seja capaz de navegar em terrenos com diferentes níveis de inclinação. Essa funcionalidade requer a implementação de um sistema de estabilização que utiliza dados dos sensores para ajustar o centro de massa do robô e evitar que ele tombe. Considerando os princípios da robótica e a interdisciplinaridade envolvida na construção, qual o primeiro passo que os engenheiros devem tomar para integrar os sensores ao sistema de controle do robô, levando em conta as etapas de montagem, programação e teste do dispositivo?

Na robótica de segurança, os robôs são projetados para desempenhar tarefas de vigilância e patrulha, com o objetivo de aumentar a segurança em diferentes ambientes. Um exemplo é o robô de segurança que patrulha um perímetro industrial para detectar intrusos ou situações de risco, enviando alertas e dados em tempo real para uma central de operações. Considerando a função de um robô de segurança e os princípios de operação de um desses sistemas, qual seria um fator crítico a ser considerado durante o design e a implementação para assegurar sua eficácia na detecção de eventos de segurança e na redução de riscos para o ambiente protegido?

Na indústria do entretenimento, robôs de performance são uma atração popular, capazes de realizar uma variedade de acrobacias e outros truques. Imagine um robô que é projetado para realizar no palco de um show e interagir com o público. Ele deve ser programado para calcular a força necessária para arremessar pequenas bolas de plástico para diferentes pontos do público, evitando ao máximo qualquer risco de lesão. A programação deste robô envolve conhecimentos de física, matemática e engenharia. Considerando o cenário descrito, qual seria a função matemática e física relevante para determinar a força ideal de arremesso das bolas de plástico, levando em conta a distância de arremesso, a altura dos arremessos e o peso das bolas, de forma a garantir a segurança do público durante a interação com o robô de performance?