(Originais Teachy 2023) - Questão Médio de Robótica

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?

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?

Na construção de um novo robô para um desafio de competição, uma equipe de estudantes do ensino médio está considerando os materiais e ferramentas que serão utilizados. Eles precisam selecionar um material para a construção do chassi do robô que seja leve, resistente e permita a fácil fixação de componentes eletrônicos e rodas. Além disso, o material deve ser compatível com o método de prototipagem que a equipe tem disponível, que é a impressão 3D. Considerando as propriedades físicas e a implementação prática, qual material seria mais adequado para atender a essas especificações?

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?