Controle e otimização estrutural de manipuladores robóticos com elementos flexíveis usando atuadores e sensores piezelétricos

Neste trabalho, apresenta-se um modelo de controle de trajetória para um manipulador constituído de um braço rígido e um braco flexível com atuadores e sensores piezelétricos. O modelo dinamico do manipuladoré obtido de forma fechada através da formulacao de Lagrange. O controle utiliza o torque dos motores como atuadores para controle da trajetoria do angulo das juntas e tambem para atenuar as vibracoes de baixa frequencia induzidas nos bracos do manipulador. A estabilidade deste controlador e garantida pela teoria de estabilidade de Lyapunov. Atuadores e sensores piezeletricos sao adicionados para controlar as vibracoes de alta freqüência nâo alcançadas pelo controle de torque dos motores. Além disso,é proposta uma otimização simultânea do controle e dos atuadores e sensores através da maximização da energia dissipada no sistema, devido µa ação do controle, com otimização do posicionamento e tamanho dos atuadores e sensores piezelétricos na estrutura. Simulações são obtidas através do Matlab/Simulink paraverificar a eficiência do modelo de controle.

Controle inteligente aplicado a uma mesa de coordenadas de dois graus de liberdade

This work presents the design and construction of an X-Y table of two degrees of freedom, as well as the development of a fuzzy system for its position and trajectory control. The table is composed of two bases that move perpendicularly to each other in the horizontal plane, and are driven by two DC motors. Base position is detected by position sensors attached to the motor axes. A data acquisition board performs the interface between a laptop and the plant. The fuzzy system algorithm was implemented in LabVIEW® programming environment that processes the sensors signals and determines the control variables values that drive the motors. Experimental results using position reference signals (step type signal) and straight and circular paths reference signals are presented to demonstrate the dynamic behavior of fuzzy system

O tipo de trajetória não afeta o controle visual da freada em ciclistas

Braking visual control was studied in recreational cyclists through the manipulation of bicycle’s velocity at braking initiation (low, medium, and high) and approaching trajectory (straight and curved) with respect to a stationary obstacle. The hypothesis was that the type of trajectory, exclusively or interacting with initial velocity, would affect time to collision visual information (tau margin) and its fi rst derivative in time (tau-dot), respectively, in the onset and during braking. The results revealed that velocity affected signifi cantly tau margin while tau-dot remained unaltered independently of condition. The type of trajectory clearly did not affect the visual control of braking in cyclists.

A trajetória de mulheres com câncer de mama: uma proposta de estudo sobre prática avaliativa de integralidade no município de Volta Redonda

Esta pesquisa objetivou compreender o itinerário terapêutico de quatro mulheres com câncer de mama, no que concerne à trajetória assistencial na busca por cuidado no SUS de Volta Redonda, procurando perceber em que medida elas tiveram suas necessidades, relacionadas ao processo de adoecimento, atendidas pelos serviços de saúde, tendo como eixo norteador a integralidade em saúde. O objeto do estudo foi construído a partir do entendimento do câncer de mama como um problema de saúde pública, da contextualização do programa de controle do câncer de mama e da reflexão sobre avaliação, integralidade e itinerários terapêuticos como prática avaliativa no campo da saúde. Como trajetória metodológica, para o alcance dos objetivos propostos, a opção foi desenvolver um estudo de natureza qualitativa, empregando a história de vida como abordagem central. Nesta perspectiva, para o trabalho investigativo e interação com as quatro mulheres, visando à narrativa de suas experiências, foi utilizada a técnica de entrevista aberta na coleta de dados, com ênfase na etapa da vida após a descoberta do câncer de mama e a busca de cuidado nos serviços de saúde. As entrevistas, complementadas pelos dados dos prontuários e do diário de campo, constituíram- se como o material empírico para proceder às análises, visando, sobretudo, a apreender os atributos de integralidade na dimensão da organização dos serviços de saúde e nos conhecimentos e práticas dos profissionais de saúde. Também se buscou analisar o cumprimento dos objetivos do Programa Nacional de Controle do Câncer de Mama, em Volta Redonda, tendo em vista que as ações aí propostas representam um conjunto de prescrições para reversão da atual situação da doença no país. Pode-se evidenciar, nas análises, que o cuidado em saúde dedicado a essas mulheres com câncer de mama está muito distante do princípio da integralidade que nos orienta e que defendemos como bandeira de luta. Nesse sentido, são várias as pistas nas narrativas que nos levam a afirmar que os serviços e práticas profissionais não estão organizados para proteger essas mulheres, garantindo as respostas necessárias a suas demandas, pautadas no princípio da integralidade e nos direitos e valores relacionados à defesa da vida humana. Percebe-se um quadro de retardamento do diagnóstico e tratamento, com dificuldade no acesso a diversos procedimentos envolvidos nesse cuidado como exemplos, a mamografia, o resultado do exame histopatológico e a cirurgia de mama. O exame clínico da mama não é realizado ou valorizado na atenção básica, além de que, as práticas das unidades especializadas continuam centradas na atenção médica, com ênfase na doença, não existindo equipe multiprofissional para o atendimento às demandas psicológicas, sociais, etc. Além disso, constatou-se a falta de serviços de referência de reconstituição de mama, imprescindível no cuidado, quando se trata de garantia de atenção integral. Concluímos que é fundamental que a equipe gestora local repense a organização dos serviços e das práticas nos diversos níveis de complexidade do SUS de Volta Redonda, no atendimento às mulheres com câncer de mama e apoio a suas famílias, na perspectiva da integralidade e do direito à saúde. Por fim, o estudo defende o itinerário terapêutico como importante prática avaliativa em saúde, amistosa à integralidade, que pode ser incorporada ao cotidiano do SUS.

Órfãos da saúde pública: violação dos direitos de uma geração atingida pela política de controle da hanseníase no Brasil

Este trabalho tem como objetivo principal investigar a história dos filhos sadios separados dos pais doentes de hanseníase que foram isolados compulsoriamente em leprosários por determinação do Estado brasileiro. Através da metodologia da pesquisa qualitativa baseada na técnica de história oral, busca-se compreender esta forma de violação de direitos de uma geração que foi atingida pela política de controle da doença no Brasil. Assim, identificamos as circunstâncias desta separação e o destino que teve cada um dos entrevistados e examinamos as relações entre a trajetória social destes sujeitos e a política sanitária determinada pela Saúde Pública brasileira; à luz das consequências sociais e morais causadas por esta determinação profilática. Concluímos que um dos grandes impactos da medida de segregação e afastamento destes indivíduos foi o aprofundamento do estigma social que teve como principais efeitos perversos, o rompimento do vínculo com a família e com as redes de sociabilidade, além da restrição das oportunidades de estudo e de trabalho, conformando um modo de discriminação que se traduz na história de vida dos sujeitos afetados pela doença e de seus familiares.

Outro olhar sobre a vigilância sanitária de produtos no Brasil: a legislação de controle sanitário das importações - da Secretaria à Anvisa - em foco.

Esta dissertação tem como objeto a regulamentação adotada pelo Brasil no que tange ao controle sanitário da importação de produtos sob vigilância sanitária. Foram analisadas as publicações da legislação sanitária e suas alterações no período de 1996 a 2013. O escopo do estudo incorporou os aspectos políticos, técnicos, econômicos e institucionais envolvidos no controle sanitário das importações. Destaca-se, ainda, a identificação de atores que se mostraram relevantes na formulação e na implantação das normas. Nesta perspectiva, foi realizado estudo singular do conjunto das normatizações publicadas entre 1996 e 2013 editadas desde a antiga Secretaria de Vigilância Sanitária até a Anvisa. Como resultado, foram selecionadas cinco normas para análise, bem como suas alterações posteriores, caracterizando um estudo qualitativo de caráter exploratório executado com base na análise temática de conteúdo. O exame desse material permitiu traçar uma trajetória do controle sanitário das importações em três fases, que se desdobrou a partir da análise das normas, permitindo destacar os condicionantes para as alterações dos regulamentos e os efeitos produzidos por tais alterações. Observou-se que tanto a elaboração quantos os posteriores desdobramentos das normatizações foram fortemente influenciados pelas mudanças políticas e econômicas observadas no país e no mundo, sofrendo a determinação de organismos internacionais e de atores intra e extrainstitucionais, que conduziram a restrições no controle sanitário de produtos importados. O estudo permitiu conhecer melhor a prática da vigilância sanitária e, a partir daí, propor medidas para melhorar a regulação no campo de atuação da Anvisa. Por fim, esta produção tem a finalidade de contribuir com a aproximação das práticas da vigilância sanitária com o meio acadêmico.

O controle em cascata e a estrutura variável de um servoposicionador pneumático

Este trabalho aborda o desenvolvimento de um algoritmo de controle para servoposicionadores pneumáticos. Esses dispositivos são limpos, baratos e apresentam boa relação entre seu peso e a potência que são capazes de fornecer, o que os torna vantajosos para muitas aplicações. Seu emprego em tarefas de precisão é comprometido, no entanto, pelo seu comportamento fortemente não-linear. Visando compreender os fenômenos envolvidos, e realizar testes dos controladores propostos através de simulações, é realizado um estudo da modelagem matemática desses sistemas. Buscando situar este trabalho no campo de pesquisa proposto, é apresentada uma introdução aos critérios de estabilidade utilizados no âmbito dos sistemas não-lineares, com atenção especial ao Teorema da Estabilidade Assintótica de Lyapunov. Também são discutidas as técnicas de controle não-linear utilizadas neste trabalho. O controlador não-linear proposto é sintetizado com base na estratégia de controle em cascata. Essa técnica consiste na interpretação do servoposicionador como dois subsistemas interconectados: um subsistema mecânico e outro pneumático. O modelo do subsistema mecânico é utilizado para determinar o valor de pressão necessário para que o sistema siga a trajetória desejada. Com essa informação, é calculada a entrada de controle adequada para o subsistema pneumático, de forma que esta última forneça a pressão desejada ao subsistema mecânico. A fim de assegurar robustez ao sistema controlado frente à presença de incertezas paramétricas e de forças externas e/ou de atrito, utiliza-se uma técnica de controle a estrutura variável no subsistema pneumático. A lei originalmente proposta para o subsistema pneumático é, então, modificada, com os objetivos de eliminar a necessidade de monitorar o sinal de aceleração do sistema e de reduzir o grau de solicitação dos componentes eletromecânicos do servoposicionador. As propriedades de estabilidade e robustez do sistema em malha fechada são provadas analiticamente para cada uma das duas leis de controle propostas. As demonstrações são obtidas por meio da teoria de estabilidade de Lyapunov. Essas propriedades são corroboradas por meio de simulação do sistema controlado, com e sem a presença dos efeitos não-lineares do atrito e das incertezas paramétricas. Além de ratificar as características analiticamente previstas para o servoposicionador em malha fechada, os resultados das simulações também são utilizados para comparar os méritos das diferentes leis de controle propostas para o seguimento no subsistema pneumático.

Controle preditivo de robôs móveis não holonômicos

O controle de robôs móveis não holonômicos apresenta como principal desafio o fato de estes sistemas não serem estabilizáveis em um ponto através de uma realimentação de estados suave e invariante no tempo, conforme o Teorema de Brockett. Para contornar este resultado, técnicas clássicas utilizam leis de controle variante no tempo ou não suaves (descontínuas). Entretanto, estas técnicas não prevêem durante o cálculo da lei de controle restrições nas variáveis do sistema e assim, muitas vezes, geram entradas de controle que são incompatíveis com uma implementação real. Neste trabalho são desenvolvidos algoritmos de controle preditivo baseado em modelo (MPC) para o controle de robôs móveis não holonômicos dotados de rodas. No MPC, restrições nas variáveis de estado e de controle podem ser consideradas durante o cálculo da lei de controle de uma forma bastante direta. Além disso, o MPC gera implicitamente uma lei de controle que respeita as condições de Brockett. Como o modelo do robô é não linear, é necessário um algoritmo de MPC não linear (NMPC). Dois objetivos são estudados: (1) estabilização em um ponto e (2) rastreamento de trajetória. Através de extensivos resultados de simulação, é mostrada a eficácia da técnica. Referente ao primeiro problema, é feita uma análise comparativa com algumas leis clássicas de controle de robôs móveis, mostrando que o MPC aplicado aqui apresenta uma melhor performance com relação às trajetórias de estado e de controle. No problema de rastreamento de trajetória, é desenvolvida uma técnica linear, alternativa ao NMPC, utilizando linearizações sucessivas ao longo da trajetória de referência, a fim de diminuir o esforço computacional necessário para o problema de otimização. Para os dois problemas, análises referentes ao esforço computacional são desenvolvidas com o intuito de mostrar a viabilidade das técnicas de MCP apresentadas aqui em uma implementação real.

Trajetória acadêmica: Prof. Dr. Antonio Luiz de Campos Gurgel

Professor Antonio Luiz de Campos Gurgel fala de sua carreira na área de contabilidade, finanças e controle

Escola para os filhos dos outros: trajetória histórica da escola industrial de Natal (1942-1968)

This paper presents a reconstruction of the historical trajectory of the Escola Industrial de Natal (Industrial School of Natal), in the period 1942 to 1968, based on the analysis of its cultural, social and pedagogical characteristics in a process in which its educational practices and the individuals who constructed them were getting involved in their actions. In this sense, the concepts of memory and school culture occupied a central place to understand the elements that characterized its administrative and pedagogical organization such as, for example, its curriculum, aims, disciplinary rules, clientele, teachers, leaders and the configuration of the institutional power. Designed to meet the demands of an industrial process that has strengthened in the country, throughout its history, the Escola Industrial de Natal was becoming a space predominantly occupied by individuals, from economically disadvantaged social groups in society, in search of a professional training that would guarantee them the exercise of a profession. The time frame from 1942 to 1968 allowed us to verify the changes caused by the Organic Law of Industrial Education of 1942, and the Law number 3.552, from 1959, in the organizational structure of this school. In this context, a characteristic that was evident was the purpose of making it flow between the students the love for the country, the respect for civic values and the belief that industrial education would be able to boost the country's development, an aspect that reached a bigger dimension from the 1950 s. Marked the disciplinary character of this institution the control over the actions of individuals, developed through its multiple educational practices in specific areas and in the predetermined time, under the constant gaze of those who participated, in some from, in driving this process. On the other hand, the vocational and human training, provided to students, allowed new opportunities for social integration, not only in the state of Rio Grande do Norte, but also in other regions of Brazil. Conversely, during his career, the Escola Industrial de Natal has remained being seen as an organized institution, with good teachers, but intended for the children of others

Efeito da estimulação transcraniana por corrente contínua anódica sobre o controle do movimento em para-halterofilistas

Introduction: The sport practiced by people with disabilities has been growing in recent years. Consequently, advances in assessment and training methods have emerged. However, the paralympic sport keeps in tow these advances, with few specific studies that consider disability as intervening factor. The transcranial direct current stimulation (tDCS) is a technique that has proven to be capable of modulating brain function. Studies show beneficial effects of tDCS on muscle strength, power and fatigue during exercise. Objective: Investigate de the effect of tDCS on movement control in para-powerlifters. Methods: Eight subjects underwent two sessions of motion capture, which previously applied the anodic tDCS or sham sessions in the cerebellum. Three movements were performed with increasing load between 90-95% of 1MR. The movements were recorded by an 10 infrared cameras system which reconstructed the 3D trajectory of markers placed on the bar. Results: There have been changes between the anodic and sham conditions over bar level (initial, final, maximum during the eccentric and concentric phase) and in the difference between the final and initial bar level. Moreover, there was difference in bar level (final and during the eccentric phase) comparing athletes amputees and les autres. Conclusion: The findings of this study suggest that tDCS applied prior to the exercise over the cerebellum in para-powerlifters acts differently according to disability

Trajetória de vida de ex-portadores de hanseníase com histórico asilar

Hansen's disease, despite significant advances regarding the diagnosis, treatment and control still carries an immense burden of stigma as a result, mainly of its socio-historical marked by prejudice and isolation of patients, translated by suffering, abandonment and psychosocial problems. Thus, the study set out to rescue the life stories of former leprosy patients with a leprosarium history; recovering the life trajectory stories of these former patients and to identify common factors to these life stories. Exploratory-descriptive study with a qualitative approach, using the Life History Research Methodology. The sample was composed by twelve former leprosy patients who lived while undergone treatment in the Colony Hospital St. Francisco de Assis, located in Natal, Rio Grande do Norte. The network was composed without considering sex and age limit, patients that lived in the Colony Hospital for at least six months and who agree to participate freely in the study. The subjects with special physical needs (hearing) or mental disabilities and those who do not agree to participate were excluded. A semi-structured interview was used to data collection, the interviews were recorded in the household context of individual, residents in neighborhoods Felipe Camarão, Km 6 and Jardim America, more precisely at Nova Vida village, all located in that district. The data collected were subjected to the technique of thematic content analysis. This study had obtained an appropriate consent of the UFRN Research Ethics Committee under the protocol No. 016/2010. After extensive and careful readings of life stories we identified three themes that guided the data analysis: behavioral stages, social exclusion and, stigma and prejudice. Thus, it is clear that the practice of compulsory confinement of patients in nursing homes and the mythical image of Hansen's disease as being ugly and deformed, contributed to solidifying the historical stigma surrounding the disease and its patients, raising in society and family attitudes and feelings of exclusion, prejudice and fear. Moreover, there are remarkable stories in the lives of these interviewed reporting suffering, denials, anger that reverberate to this day, affecting negatively the social and family reintegration of these individuals. As a result, we see the need for managers and local health professionals, especially nurses, rethink existing strategies for social rehabilitation of the patient and ex-leprosy patient aiming to suppression unjust and harmful stigma rooted in image and stories of these individuals

Utilização de modelos de regressão aleatória para produção de leite no dia do controle, com diferentes estruturas de variâncias residuais

Foram utilizados quatorze modelos de regressão aleatória, para ajustar 86.598 dados de produção de leite no dia do controle de 2.155 primeiras lactações de vacas Caracu, truncadas aos 305 dias. Os modelos incluíram os efeitos fixos de grupo contemporâneo e a covariável idade da vaca ao parto. Uma regressão ortogonal de ordem cúbica foi usada para modelar a trajetória média da população. Os efeitos genéticos aditivos e de ambiente permanente foram modelados por meio de regressões aleatórias, usando polinômios ortogonais de Legendre, de ordens cúbicas. Diferentes estruturas de variâncias residuais foram testadas e consideradas por meio de classes contendo 1, 10, 15 e 43 variâncias residuais e de funções de variâncias (FV) usando polinômios ordinários e ortogonais, cujas ordens variaram de quadrática até sêxtupla. Os modelos foram comparados usando o teste da razão de verossimilhança, o Critério de Informação de Akaike e o Critério de Informação Bayesiano de Schwar. Os testes indicaram que, quanto maior a ordem da função de variâncias, melhor o ajuste. Dos polinômios ordinários, a função de sexta ordem foi superior. Os modelos com classes de variâncias residuais foram aparentemente superiores àqueles com funções de variância. O modelo com homogeneidade de variâncias foi inadequado. O modelo com 15 classes heterogêneas foi o que melhor ajustou às variâncias residuais, entretanto, os parâmetros genéticos estimados foram muito próximos para os modelos com 10, 15 ou 43 classes de variâncias ou com FV de sexta ordem.

Desenvolvimento de esquema de controle com realimentação visual para um robô manipulador

This work proposes a kinematic control scheme, using visual feedback for a robot arm with five degrees of freedom. Using computational vision techniques, a method was developed to determine the cartesian 3d position and orientation of the robot arm (pose) using a robot image obtained through a camera. A colored triangular label is disposed on the robot manipulator tool and efficient heuristic rules are used to obtain the vertexes of that label in the image. The tool pose is obtained from those vertexes through numerical methods. A color calibration scheme based in the K-means algorithm was implemented to guarantee the robustness of the vision system in the presence of light variations. The extrinsic camera parameters are computed from the image of four coplanar points whose cartesian 3d coordinates, related to a fixed frame, are known. Two distinct poses of the tool, initial and final, obtained from image, are interpolated to generate a desired trajectory in cartesian space. The error signal in the proposed control scheme consists in the difference between the desired tool pose and the actual tool pose. Gains are applied at the error signal and the signal resulting is mapped in joint incrementals using the pseudoinverse of the manipulator jacobian matrix. These incrementals are applied to the manipulator joints moving the tool to the desired pose

Controle de Manipulador Redundante Utilizando Realimentação Visual

In conventional robot manipulator control, the desired path is specified in cartesian space and converted to joint space through inverse kinematics mapping. The joint references generated by this mapping are utilized for dynamic control in joint space. Thus, the end-effector position is, in fact, controlled indirectly, in open-loop, and the accuracy of grip position control directly depends on the accuracy of the available kinematic model. In this report, a new scheme for redundant manipulator kinematic control, based on visual servoing is proposed. In the proposed system, a robot image acquired through a CCD camera is processed in order to compute the position and orientation of each link of the robot arm. The robot task is specified as a temporal sequence of reference images of the robot arm. Thus, both the measured pose and the reference pose are specified in the same image space, and its difference is utilized to generate a cartesian space error for kinematic control purposes. The proposed control scheme was applied in a four degree-of-freedom planar redundant robot arm, experimental results are shown