(Originais Teachy 2023) - Questão Médio de Robótica

Na exploração subaquática, os robôs subaquáticos desempenham um papel crucial, permitindo a realização de tarefas que seriam difíceis ou impossíveis para seres humanos. Um tipo de robô subaquático comum é o ROV (Veículo Operado Remotamente), que é conectado a um centro de controle na superfície por meio de um cabo umbilical, permitindo a transmissão de dados e energia. Considere um cenário em que um ROV está mobilizando operações de manutenção em um gasoduto no fundo do oceano. Para que o ROV possa operar eficientemente, é essencial que ele possua um sistema robusto de propulsão e navegação, além de mecanismos de manipulação para realizar reparos. Com base nesses requisitos e nos princípios de física que regem o movimento em fluidos, qual aspecto do design do ROV deve ser particularmente otimizado para garantir a estabilidade e a manobrabilidade em ambientes com correntezas e pressões extremas, como as encontradas em profundidades oceânicas? Como esse aspecto de design contribui para a eficácia do ROV na execução de suas funções de manutenção no gasoduto? Dica: Considere os princípios de empuxo, arrasto e controle de direção em fluidos para a tomada de decisão no design do ROV.

Na robótica de serviço, os robôs desempenham funções úteis para os humanos, como limpeza, assistência e entrega. Um fabricante de robôs de limpeza deseja projetar um novo modelo que possa otimizar a limpeza em residências de diferentes layouts, sem a necessidade de intervenção humana. Este robô deve ser capaz de navegar pelos cômodos, evitando obstáculos e mapeando a área de modo eficiente. Considerando os princípios da robótica autônoma e técnicas de inteligência artificial, como o mapeamento simultâneo e localização (SLAM), e as restrições de hardware e software, qual abordagem tecnológica seria mais apropriada para o desenvolvimento desse robô de limpeza que permita que ele atue de maneira eficaz e independente, levando em conta a variedade de layouts em que pode ser colocado no ambiente doméstico?

Um robô manipulador industrial deve pegar uma peça a uma distância específica e, em seguida, posicionar essa peça com precisão em um ponto de destino. O manipulador possui uma garra que pode abrir e fechar para segurar a peça. Considerando que o robô precisa lidar com peças de diferentes tamanhos e pesos, qual aspecto da robótica manipuladora é mais crítico para o projeto de controle da garra: a precisão dos sensores que medem a posição da peça ou a capacidade de cálculo do sistema para determinar a força necessária para segurar a peça sem danificá-la?

Na concepção de um robô para competição de sumô, um grupo de estudantes precisa considerar as especificações do regulamento que determinam as dimensões máximas e mínimas do robô. Além disso, eles devem ponderar sobre a melhor configuração de sensores e atuadores para manter o robô dentro dos limites da arena e empurrar o oponente para fora. Com base nesses requisitos e no conhecimento adquirido sobre a teoria da robótica, qual seria o primeiro passo no processo de design do robô de sumô, considerando a importância da estratégia e do dimensionamento para o sucesso da missão?