An optical flow-based sensing system for reactive mobile robot navigation

This work discusses the use of optical flow to generate the sensorial information a mobile robot needs to react to the presence of obstacles when navigating in a non-structured environment. A sensing system based on optical flow and time-to-collision calculation is here proposed and experimented, which accomplishes two important paradigms. The first one is that all computations are performed onboard the robot, in spite of the limited computational capability available. The second one is that the algorithms for optical flow and time-to-collision calculations are fast enough to give the mobile robot the capability of reacting to any environmental change in real-time. Results of real experiments in which the sensing system here proposed is used as the only source of sensorial data to guide a mobile robot to avoid obstacles while wandering around are presented, and the analysis of such results allows validating the proposed sensing system.

Aprendizagem por imitação através de mapeamento Visuomotor baseado em imagens omnidirecionais

Este trabalho propõe uma metodologia de aprendizagem que permite a um robô aprender uma tarefa adaptando-a e representando-a de acordo com a sua capacidade motora e sensorial. Primeiramente, um mapeamento sensoriomotor é criado e converte informação sensorial em informação motora. Depois, através de imitação, o robô aprende um conjunto de ações elementares formando um vocabulário motor. A imitação é baseada nas representações motoras obtidas com o mapeamento sensoriomotor. O vocabulário motor criado é então utilizado para aprender e realizar tarefas mais sofisticadas, compostas por seqüências ou combinações de ações elementares. Esta metodologia é ilustrada através de uma aplicação de mapeamento e navegação topológica com um robô móvel. O automovimento é utilizado como mapeamento visuomotor, convertendo o fluxo óptico em imagens omnidirecionais em informação motora (translação e rotação), a qual é usada para a criação de um vocabulário motor. A seguir, o vocabulário é utilizado para mapeamento e navegação topológica. Os resultados obtidos são interessantes e a abordagem proposta pode ser estendida a diferentes robôs e aplicações.

Imagens da escola como mediadoras do processo formativo dos jovens no ensino da arte: diálogos com a história, memória e ambientes intraescolares

Esta pesquisa apresenta as imagens da escola como mediadoras do processo formativo dos jovens no ensino da Arte em diálogo com a história, memória e ambientes intraescolares. Inscreve-se no debate produzido pela linha de pesquisa em Educação e Linguagens. Analisa a formação dos jovens numa turma do terceiro ano do Ensino Médio na Escola Estadual de Ensino Médio “Hunney Everest Piovesan”, localizada no município de Cariacica no Estado do Espírito Santo. O estudo foi realizado em 2013 e tem como objetivo analisar as imagens escolares como mediadoras na formação dos estudantes do Ensino Médio no ensino da Arte em diálogo com a história, memória e ambientes intraescolares. Ao mesmo tempo, por meio de trabalho colaborativo, contribui para (re)construção da história da instituição, significando-a junto aos alunos e comunidade escolar. Por meio de intervenção artística com imagens da escola propõe reflexão crítica, analisando a formação dos jovens no terceiro ano do Ensino Médio. Para compreender os conceitos de mediação e meio social, estabelece um diálogo com as obras de Lev Semenovith Vigotski. A partir dos estudos de Maria Ciavatta e Schütz–Foerste procura entender a mediação imagética e sua dimensão educativa. Dialoga ainda com Frago, Escolano e Buffa, ampliando as reflexões sobre os ambientes intraescolares, dimensionando a imagética desses espaços e o senso de pertencimento à escola a partir da impregnação pela história e memória. A investigação pauta-se nos referenciais do método qualitativo e colaborativo de pesquisa. A produção dos dados contou com o recolhimento e análise documental de um conjunto de fontes primárias e secundárias formadas por livro de registro de funcionários da escola da década de 1970, diários de classe, recortes de jornais, convites de formaturas e registros fotográficos escolares dessa mesma década até a atualidade. Além desses documentos históricos, foram analisadas entrevistas de antigos alunos e questionários dos alunos do terceiro ano do Ensino Médio da instituição. Relata brevemente experiências de curto intercâmbio acadêmico realizado na Universidade de Ancara, na Turquia, com o objetivo de ampliar os horizontes de referência sociocultural, em especial com o contexto educacional do Ensino Médio euroasiático, identificando os espaços de formação dos jovens no contexto turco e suas relações com a educação brasileira. Esta experiência apresentada não integra a análise desta dissertação, mas projeta a discussão para novos estudos. A análise se elabora a partir da triangulação, entre outros, do referencial teórico com o processo de intervenção, produção de dados e no debate acadêmico em diferentes contextos. A partir da caminhada acadêmica permeada pela história e memória, inferimos que as imagens escolares medeiam o processo formativo dos jovens do terceiro ano do Ensino Médio no ensino da Arte. Contribuem para o cultivo da memória escolar, enquanto presença impregnada pela história da instituição, por meio da imagética dos seus ambientes intraescolares. Constatamos ainda que as imagens colaboram para o (re)conhecimento por parte desses sujeitos do seu papel ativo, autônomo e transformador da realidade escolar na qual estão inseridos.

Interface Multimodal com Predição de Movimentos para Uso em Reabilitação de Membros Inferiores

Esta dissertação apresenta o desenvolvimento de uma plataforma multimodal de aquisição e processamento de sinais. O projeto proposto insere-se no contexto do desenvolvimento de interfaces multimodais para aplicação em dispositivos robóticos cujo propósito é a reabilitação motora adaptando o controle destes dispositivos de acordo com a intenção do usuário. A interface desenvolvida adquire, sincroniza e processa sinais eletroencefalográficos (EEG), eletromiográficos (EMG) e sinais provenientes de sensores inerciais (IMUs). A aquisição dos dados é feita em experimentos realizados com sujeitos saudáveis que executam tarefas motoras de membros inferiores. O objetivo é analisar a intenção de movimento, a ativação muscular e o início efetivo dos movimentos realizados, respectivamente, através dos sinais de EEG, EMG e IMUs. Para este fim, uma análise offline foi realizada. Nessa análise, são utilizadas técnicas de processamento dos sinais biológicos e técnicas para processar sinais provenientes de sensores inerciais. A partir destes, os ângulos da articulação do joelho também são aferidos ao longo dos movimentos. Um protocolo experimental de testes foi proposto para as tarefas realizadas. Os resultados demonstraram que o sistema proposto foi capaz de adquirir, sincronizar, processar e classificar os sinais combinadamente. Análises acerca da acurácia dos classificadores utilizados mostraram que a interface foi capaz de identificar intenção de movimento em 76, 0 ± 18, 2% dos movimentos. A maior média de tempo de antecipação ao movimento foi obtida através da análise do sinal de EEG e foi de 716, 0±546, 1 milisegundos. A partir da análise apenas do sinal de EMG, este valor foi de 88, 34 ± 67, 28 milisegundos. Os resultados das etapas de processamento dos sinais biológicos, a medição dos ângulos da articulação, bem como os valores de acurácia e tempo de antecipação ao movimento se mostraram em conformidade com a literatura atual relacionada.

Uma contribuição ao estudo de sinais de EEG para avaliar estados emocionais e mentais de crianças com autismo na interação com robô móvel

O Transtorno do Espectro do Autismo (TEA) caracteriza-se por uma série de distúrbios cognitivos e neurocomportamentais e sua prevalência mundial é estimada em 1 criança com TEA a cada 160 crianças com típico desenvolvimento (TD). Indivíduos com TEA apresentam dificuldade em interpretar as emoções alheias e em expressar sentimentos. As emoções podem ser associadas à manifestação de sinais fisiológicos, e, dentre eles, os sinais cerebrais têm sido muito abordados. A detecção dos sinais cerebrais de crianças com TEA pode ser benéfica para o esclarecimento de suas emoções e expressões. Atualmente, muitas pesquisas integram a robótica ao tratamento pedagógico do TEA, através da interação com crianças com esse transtorno, estimulando habilidades sociais, como a imitação e a comunicação. A avaliação dos estados mentais de crianças com TEA durante a sua interação com um robô móvel é promissora e assume um aspecto inovador. Assim, os objetivos deste trabalho foram captar sinais cerebrais de crianças com TEA e de crianças com TD, como grupo controle, para o estudo de seus estados emocionais e para avaliar seus estados mentais durante a interação com um robô móvel, e avaliar também a interação dessas crianças com o robô, através de escalas quantitativas. A técnica de registro dos sinais cerebrais escolhida foi a eletroencefalografia (EEG), a qual utiliza eletrodos colocados de forma não invasiva e não dolorosa sobre o couro cabeludo da criança. Os métodos para avaliar a eficiência do uso da robótica nessa interação foram baseados em duas escalas internacionais quantitativas: Escala de Alcance de Metas (do inglês Goal Attainment Scaling - GAS) e Escala de Usabilidade de Sistemas (do inglês System Usability Scale - SUS). Os resultados obtidos mostraram que, pela técnica de EEG, foi possível classificar os estados emocionais de crianças com TD e com TEA e analisar a atividade cerebral durante o início da interação com o robô, através dos ritmos alfa e beta. Com as avaliações GAS e SUS, verificou-se que o robô móvel pode ser considerado uma potencial ferramenta terapêutica para crianças com TEA.

Um algoritmo PSO híbrido para planejamento de caminhos em navegação de veículos utilizando A*

Utilizar robôs autônomos capazes de planejar o seu caminho é um desafio que atrai vários pesquisadores na área de navegação de robôs. Neste contexto, este trabalho tem como objetivo implementar um algoritmo PSO híbrido para o planejamento de caminhos em ambientes estáticos para veículos holonômicos e não holonômicos. O algoritmo proposto possui duas fases: a primeira utiliza o algoritmo A* para encontrar uma trajetória inicial viável que o algoritmo PSO otimiza na segunda fase. Por fim, uma fase de pós planejamento pode ser aplicada no caminho a fim de adaptá-lo às restrições cinemáticas do veículo não holonômico. O modelo Ackerman foi considerado para os experimentos. O ambiente de simulação de robótica CARMEN (Carnegie Mellon Robot Navigation Toolkit) foi utilizado para realização de todos os experimentos computacionais considerando cinco instâncias de mapas geradas artificialmente com obstáculos. O desempenho do algoritmo desenvolvido, A*PSO, foi comparado com os algoritmos A*, PSO convencional e A* Estado Híbrido. A análise dos resultados indicou que o algoritmo A*PSO híbrido desenvolvido superou em qualidade de solução o PSO convencional. Apesar de ter encontrado melhores soluções em 40% das instâncias quando comparado com o A*, o A*PSO apresentou trajetórias com menos pontos de guinada. Investigando os resultados obtidos para o modelo não holonômico, o A*PSO obteve caminhos maiores entretanto mais suaves e seguros.

Práticas de militância nômades : experimentações rebeldes e novas estéticas de luta no contemporâneo

A presente dissertação, realizada no âmbito da experiência de militância deste pesquisador em três coletivos distintos, Brigada Indígena (2005-2008), Assembléia Popular (2009) e Fórum Municipal dos Psicólogos da Secretaria de Assistência Social da Prefeitura de Vitória (2009-2011), se propõem a discutir os modos de funcionamento e as formas de organização dos movimentos sociais na invenção de estéticas de luta problematizadoras das redes de poder e resistência instituídas no contemporâneo. Por meio da narrativa dessas experiências, procura-se evidenciar, no interior dessas movimentações, a gestação de práticas de militância (pré) ocupadas não apenas com a concretização de projetos, mas principalmente, com a experimentação de novos modos de existência avessos à lógica de funcionamento do aparelho estatal. Vamos, ao longo do texto, mostrar como esses coletivos caracterizam-se pela insubmissão às condutas regradas de espaços institucionalizados, exercitando levantes provisórios, anônimos, situados e descentralizados, instituídos por e instituinte de ecossistemas afetivos-políticossociais autônomos. As análises aqui empreendidas se fizeram no entrecruzamento dos aportes teóricos advindos dos trabalhos de Foucault, Lourau, Lapassade, Deleuze e Guattari, Hakim Bey, Michel Hardt e Toni Negri. Ao final, a pesquisa sinaliza a possibilidade de pensarmos uma antropologia rebelde, no qual grupos de afinidade com padrão horizontalizado de funcionamento interpelam relações hierárquicas e centralizadoras que marcam o modo de funcionamento da máquina administrativa do Estado e dos próprios movimentos sociais, potencializando agenciamentos nômades implicados na construção de espaços auto-gestionados.

Corpos e subjetividades : análise dos processos de embodiment dos ursos no Espírito Santo

Este trabalho vem analisar processos de subjetivação de sujeitos homossexuais que se assumem como ursos. Trazemos o debate de corpos para explicitarmos seus agenciamentos, tanto na produção imagética do que socialmente seriam aqueles sujeitos, dos locais de onde falam, dos grupos que apresentam afinidades, quanto nos processos em que constroem a si mesmos. Os processos de subjetivação não pressupõem um sujeito autônomo, pois sofrem interferências de organizações de forças e saberes que operam na sociedade (FOUCAULT, 2003). Diante disso, recorremos à analíticas de poder propostas por Michel Foucault (1995), Judith Butler (2010) e Laclau e Mouffe (1987), tanto para nos afastarmos de noções de corpos passivos, universais e objetivos, recorrentes em enfoques em hegemonia na Administração, quanto para analisarmos sua construção somente em relação à construção de um sujeito, ou seja, em processos sociais, históricos e políticos de embodiments. Foi realizada uma pesquisa qualitativa, cujos dados foram coletados por meio de entrevistas individuais semiestruturadas com 19 participantes capixabas. Os dados foram analisados sob a ótica pós-estruturalista do discurso tendo em vista as abordagens laclauniana e foucaultiana. O trabalho conclui que o discurso ursino sobredetermina práticas dispersas no campo de homoafetividades ao articular um esquema corpóreo “masculino”. Este esquema se assume como uma das práticas hegemônicas LGBT e, consequentemente, é o primeiro a ser acionado nas subjetivações dos participantes. Porém, este processo não se concretiza de forma plena, nem elimina particularidades e contingências que parodiam as demandas comportamentais emergentes das construções identitárias.