(Originais Teachy 2023) - Questão Fácil de Robótica

Na agricultura de precisão, a tecnologia é utilizada para otimizar o manejo de culturas. Robôs agrícolas são empregados em tarefas como plantio, monitoramento de culturas, aplicação de defensivos e colheita, permitindo uma abordagem mais eficiente e sustentável. Considere um cenário em que uma fazenda está adotando a robótica agrícola para melhorar a produtividade e reduzir custos. Um robô agrícola foi projetado para realizar o plantio de sementes em uma área de cultivo. Ele é capaz de navegar autonomamente, identificar o solo adequado e a profundidade ideal para o plantio de diferentes tipos de sementes. Além disso, o robô monitora continuamente o crescimento das plantas e aplica a quantidade precisa de água e nutrientes, evitando o desperdício. Com base nessa inovação tecnológica, qual princípio da robótica agrícola é exemplificado pelo sistema de plantio desenvolvido para esse robô?

Em um cenário industrial, uma fábrica de automóveis implementou robôs colaborativos para trabalharem em conjunto com os operadores humanos na montagem de veículos. Os robôs são programados para realizar tarefas repetitivas, como a fixação de parafusos em uma linha de montagem, enquanto os operadores humanos são responsáveis por inspeções de qualidade e ajustes finais. Em um dado momento, um dos operadores precisa entrar na área de atuação do robô para realizar uma inspeção manual em uma peça, e a interação segura entre o robô e o operador torna-se crucial. Considerando os princípios de segurança e interação humano-robô, qual abordagem de configuração dos robôs colaborativos deve ser adotada para assegurar a integridade do operador e a eficiência da operação conjunta?

A robótica médica é uma área da engenharia que tem revolucionado a prática clínica, permitindo procedimentos cirúrgicos minimamente invasivos e precisos. Robôs cirúrgicos, por exemplo, são capazes de realizar operações com maior estabilidade e precisão do que as mãos humanas, o que diminui riscos e melhora a recuperação dos pacientes. Considere um robô cirúrgico que utiliza sensores de movimento e algoritmos avançados para realizar uma sutura em um tecido biológico. Para que a sutura seja eficaz, o robô precisa calcular a força adequada a ser aplicada, considerando características do tecido como elasticidade e resistência. Com base nesse cenário, como o conhecimento sobre propriedades físicas e a interação de materiais com sistemas de força pode melhorar o projeto e a programação de robôs cirúrgicos para garantir procedimentos seguros e eficazes?

Para construir um robô de serviço autônomo, uma equipe interdisciplinar de estudantes do ensino médio se reuniu para desenvolver um protótipo funcional. O projeto incluiu etapas de concepção, design mecânico, eletrônica e programação, e a equipe decidiu que o robô deveria ser capaz de navegar em ambientes abertos, evitando obstáculos e retornando à base quando necessário. Eles optaram por utilizar sensores ultrassônicos para detecção de obstáculos e um microcontrolador para processar as informações e controlar os motores. Durante a fase de testes, o robô estava apresentando dificuldades ao retornar à base devido a imprecisões no sistema de navegação. A pergunta desafia os alunos a identificar e resolver a fonte do problema na navegação do robô, considerando o design mecânico, a eletrônica e o software de controle implementado.