Pesquisa premiada cria ambiente industrial composto por robôs

Você já imaginou um local industrial inteiro funcionando apenas com robôs? Essa é a proposta da "ARENA - Plataforma para Experimentação de Sistemas Multi-Robôs em Ambientes Industriais". O estudo foi o tema de mestrado do então aluno (atualmente no doutorado) do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial (Cpgei) do Campus Curitiba, Marcelo Limeira, com orientação do professor André Schneider de Oliveira. A dissertação ganhou o prêmio de segundo melhor trabalho de mestrado em robótica do Brasil, durante o Robótica 2021, considerado o maior evento de Robótica da América Latina, realizado em outubro. 

Segundo o pesquisador, a Arena consiste em uma plataforma de experimentação, em escala reduzida, para sistemas multirrobôs em ambientes industriais. Ela reproduz todo o ambiente industrial com mini robôs autônomos com sensores virtuais, os quais permitem a percepção do ambiente e elementos virtuais através da realidade aumentada. “Estes elementos permitem a reprodução de aspectos dinâmicos como a movimentação de mercadorias e visualização gráfica dos sensores”, explica Marcelo Limeira.

De acordo com a pesquisa, os sistemas com múltiplos robôs (MRS - Multi-Robot Systems) têm sido aplicados no setor industrial de forma extremamente eficaz, sobretudo em armazéns inteligentes, aumentando a eficiência e reduzindo os custos de operação. Grande parte dos projetos desenvolvidos são validados apenas em simuladores virtuais, dificultando a implementação destes sistemas em aplicações reais devido à sua incapacidade de reproduzir de forma fiel todas as variáveis presentes no mundo real.

“Este trabalho apresenta um ambiente para experimentação de comportamentos avançados em armazéns inteligentes, permitindo a experimentação de sistemas com múltiplos robôs (MRS), interconectados, cooperativos e interagindo com elementos virtuais. O conceito de ARENA introduz uma nova abordagem para experimentação realista e imersiva em ambientes industriais, com o objetivo de avaliar novas tecnologias alinhadas com a Indústria 4.0”, afirma o pesquisador.

O método proposto na pesquisa é gerenciado por um grupo de empilhadeiras autônomas, interconectadas, incorporadas por um enxame de micro robôs compatíveis com a arquitetura ROS (Robot Operating System). A realidade aumentada auxilia na movimentação de mercadorias e na adoção de determinados sensores, além da marcação do trajeto percorrido, divisão de áreas por cores e a marcação de posições específicas.

“Sensores de distância (LRF - Laser Range Finders) virtuais são projetados a partir de informações de uma câmera RGB-D global, posicionada sobre o ambiente, para melhorar a percepção do robô, permitindo detectar obstáculos e mapear o ambiente. Todas essas características deixam o ambiente muito próximo do necessário para a efetiva aplicação prática”, completa.

Robótica 2021

Além de Marcelo, o trabalho "Mobile robots: a study on sensing and perception systems" do pesquisador do mesmo programa, Marco Antonio Teixeira, foi premiado como o segundo melhor trabalho de doutorado em robótica do Brasil, no mesmo evento. Marco Teixeira foi orientado pelos professores André Schneider de Oliveira e Valéria Arruda.

Todas as pesquisas são realizadas no Laboratório Avançado de Sistemas Embarcados e Robótica (LASER) do Campus Curitiba.