Robótica do bem
Robô com detector de metais foi construído por alunos da Universidade
Minas terrestres matam de 15 mil a 20 mil pessoas todo ano, principalmente crianças, e causam mutilações em inúmeros outros habitantes de 78 países em regiões de conflito. O esforço mundial para identificação e erradicação desses artefatos chegou a Porto Alegre. A PUCRS e a UFRGS atuaram como organizadoras do 4º Desafio de Robótica Humanitária e Tecnologia da Automação, promovido pelo Institute of Electrical and Eletronics Engeneers (IEEE)/Robotics & Automation Society’s Special Interest Group on Humanitarian Technology (RAS-Sight). A expectativa é que a competição contribua para o avanço da pesquisa na área e possa futuramente evitar mais sofrimento e perda de vidas.
As imagens da final, com o robô percorrendo uma área do Campus da PUCRS, foram transmitidas durante a Conferência Internacional de Robótica e Automação, realizada em maio, em Singapura, na Ásia. As três equipes classificadas foram ao evento, assim como um integrante de cada universidade. Pela PUCRS, compareceu o mestrando em Ciência da Computação Renan Maidana, com financiamento do RAS-Sight e da Faculdade de Informática. O professor Edson Prestes representou o Instituto de Informática da UFRGS.
ALUNOS EM AÇÃO
A competição se dividiu em três fases: de simulação (executada pela universidade federal) e de testes com robô físico (feita pela PUCRS) e a final (com as duas instituições). Quinze equipes, das quais duas brasileiras, participaram. PUCRS e UFRGS não tiveram concorrentes, pois atuaram diretamente na condução da disputa.
Três alunos das Faculdades de Informática e de Engenharia da PUCRS, além do mestrando, integraram-se ao projeto, ligado ao Laboratório de Sistemas Autônomos da Informática. Orientados pelo professor Alexandre Amory, envolveram-se na construção do robô, que foi utilizado por todos os competidores. Acoplaram nele um detector de metais e criaram um software básico para dar acesso aos sensores. “A estrutura final é resultado de muitas tentativas”, conta o professor. Na Engenharia, foi utilizado o recurso de corte a laser para fazer parte da máquina.
Aos competidores cabia determinar ao robô como navegar e se localizar no terreno e o que deveria fazer ao detectar obstáculos. Eles puderam realizar testes preliminares em um ambiente de simulação. Na segunda etapa, os códigos enviados por eles foram rodados no robô físico.
Campanha realizada no Afeganistão contra o uso de minas
Como se detectam as minas
Convencionalmente, as minas são procuradas por uma pessoa com um detector de metais, o que a faz uma potencial vítima. Em outras iniciativas, um robô é guiado a uma distância segura por controle remoto. “O que tentamos instigar é um terceiro nível tecnológico, no qual a máquina escaneia toda a área sem supervisão humana”, aponta Amory. A competição estimula o desenvolvimento de softwares que permitam melhorar a performance com um custo menor. “A ideia é reduzir o tempo para varrer cada quilômetro quadrado.”
Outro problema a ser resolvido se refere ao GPS. Como foram utilizados sensores de baixo custo, o erro de localização está num raio de cinco metros. Os competidores precisaram buscar outras soluções para tentar melhorar a estimativa da posição do robô. Além da detecção das minas (no caso, placas de metal), era preciso evitar colisões contra obstáculos na arena.
O aluno Augusto Bergamin, do 6º semestre de Engenharia de Computação, obteve “um conhecimento enorme” participando do projeto. “Adquiri muita experiência a partir das soluções que criamos para os problemas. Isso será útil para minha carreira”, conclui.
Competição interna e palestras
A inda em 2017 ocorrerá uma versão reduzida da competição, com o robô utilizado no evento. Poderão participar alunos da PUCRS. Outra oportunidade de ampliar o conhecimento na área será com a vinda à Universidade, na primeira semana de agosto, de Raj Madhavan, fundador e CEO do Humanitarian Robotics Technologies, entidade sediada nos EUA. Internacionalmente reconhecido em robótica humanitária e automação, além de ministrar palestras, ele irá prospectar projetos conjuntos com a Universidade, também com foco em cidades inteligentes.
Desafio final
O desempenho do robô foi gravado para ser transmitido em Singapura
1 – Três equipes passaram para o desafio final: de Singapura, da Índia e da Turquia. O gramado, atrás do prédio 30, foi delimitado por tapumes para que o robô ficasse restrito à área (foto). Códigos enviados pelos finalistas foram rodados na máquina (a mesma para todos os competidores). Número de minas detectadas e/ou explodidas, colisões em obstáculos e tempo para cobrir o terreno foram alguns dos critérios de pontuação.
2 – O teste começou com a colocação do robô em um determinado ponto predefinido. Além de localizar as placas de metal (marcadas por um papel vermelho), o robô precisava passar por elas a uma distância segura. Não foi raro a máquina descobrir a “mina” e logo depois
deslizar uma roda em cima dela, o que, na situação real, causaria uma explosão (foto).
3 – Cada equipe tinha três rodadas de 15 minutos para completar a tarefa. Foi utilizado um laptop para se conectar na rede Wi-Fi gerada pelo computador que estava no robô (foto). Parte do software executava na máquina e outra parte, no laptop. Em alguns casos, a colisão em um poste ou no muro concluiu prematuramente a execução do teste. Um botão de emergência era acionado para evitar danos na estrutura.
4 – A meta era a detecção correta de pelo menos 50% das “minas”. Como as equipes não conseguiram cumprir o objetivo, o comitê organizador decidiu que não haveria ganhador. Em uma situação real, mesmo um desempenho de 90% é considerado
ruim. “Significa que pode tirar vidas em um campo minado”, constata o mestrando Renan Maidana. Ele lembra que a complexidade do ambiente de testes nesta edição foi maior em comparação às anteriores. “Quisemos reduzir o custo do robô, de forma que ele possa ser montado em regiões emergentes, e também incluir desafios como a indisponibilidade do sinal GPS”, explica.