(Originais Teachy 2023) - Questão Médio de Robótica

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?

Uma equipe de robótica está projetando um novo robô para competir em um desafio de resgate. O robô precisa ser capaz de navegar em terrenos acidentados, coletar e mover objetos de vários tamanhos e pesos, e trabalhar eficientemente em ambientes com pouca luz. Considerando os princípios de design de robôs, multidisciplinaridade e as limitações de recursos do projeto, identifique qual etapa do processo de design de robôs seria mais crítica para atender a todos os requisitos do desafio contando com um orçamento e tempo de construção limitados. Argumente sobre a importância e as possíveis estratégias para o sucesso nesta etapa do projeto.

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.

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?