(Originais Teachy 2023) - Questão Fácil de Robótica

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.

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.

Na exploração e estudo de oceanos, robôs subaquáticos desempenham um papel vital, permitindo a coleta de dados em ambientes submersos de maneira mais eficiente e segura. Uma difícil tarefa envolvida na construção de robôs capazes de operar nessas condições é o desenvolvimento de sistemas de energia que permitam operações de longa duração sem a necessidade de recarga frequente. Considerando os princípios de conversão eletroquímica de energia, como a que ocorre em baterias de íons de lítio, um projeto de robô subaquático deseja otimizar a autonomia energética de seu sistema de propulsão. Seria o aumento da capacidade de armazenamento de energia ou a melhoria da eficiência na conversão dessa energia a estratégia mais eficaz para atingir este objetivo, considerando as limitações atuais desse tipo de bateria e a necessidade de operações contínuas em profundidades consideráveis?

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?