Evolução, avaliação e validação do software RoboEduc

Considering the transition from industrial society to information society, we realize that the digital training that is addressed is currently insufficient to navigate within a digitized reality. As proposed to minimize this problem, this paper assesses, validates and develops the software RoboEduc to work with educational robotics with the main differential programming of robotic devices in levels, considering the specifics of reality training . One of the emphases of this work isthe presentation of materials and procedures involving the development, analysis and evolution of this software. For validation of usability tests were performed, based on analysis of these tests was developed version 4.0 of RoboEduc

Controle dinâmico de robôs móveis com acionamento diferencial

This work addresses the dynamic control problem of two-wheeled differentially driven non-holonomic mobile robot. Strategies for robot positioning control and robot orientating control are presented. Such strategies just require information about the robot con¯guration (x, y and teta), which can be collected by an absolute positioning system. The strategies development is related to a change on the controlled variables for such systems, from x, y and teta to s (denoting the robot linear displacement) and teta, and makes use of the polar coordinates representation for the robot kinematic model. Thus, it is possible to obtain a linear representation for the mobile robot dynamic model and to develop such strategies. It is also presented that such strategies allow the use of linear controllers to solve the control problem. It is shown that there is flexibility to choice the linear controller (P, PI, PID, Model Matching techniques, others) to be implemented. This work presents an introduction to mobile robotics and their characteristics followed by the control strategies development and controllers design. Finally, simulated and experimental results are presented and commented

Sistema de navegação para robôs móveis autônomos

The main task and one of the major mobile robotics problems is its navigation process. Conceptualy, this process means drive the robot from an initial position and orientation to a goal position and orientation, along an admissible path respecting the temporal and velocity constraints. This task must be accomplished by some subtasks like robot localization in the workspace, admissible path planning, trajectory generation and motion control. Moreover, autonomous wheeled mobile robots have kinematics constraints, also called nonholonomic constraints, that impose the robot can not move everywhere freely in its workspace, reducing the number of feasible paths between two distinct positions. This work mainly approaches the path planning and trajectory generation problems applied to wheeled mobile robots acting on a robot soccer environment. The major dificulty in this process is to find a smooth function that respects the imposed robot kinematic constraints. This work proposes a path generation strategy based on parametric polynomials of third degree for the 'x' and 'y' axis. The 'theta' orientation is derived from the 'y' and 'x' relations in such a way that the generated path respects the kinematic constraint. To execute the trajectory, this work also shows a simple control strategy acting on the robot linear and angular velocities

Desenvolvimento de solução para SLAM utilizando visão de teto

This work intends to show a new and few explored SLAM approach inside the simultaneous localization and mapping problem (SLAM). The purpose is to put a mobile robot to work in an indoor environment. The robot should map the environment and localize itself in the map. The robot used in the tests has an upward camera and encoders on the wheels. The landmarks in this built map are light splotches on the images of the camera caused by luminaries on the ceil. This work develops a solution based on Extended Kalman Filter to the SLAM problem using a developed observation model. Several developed tests and softwares to accomplish the SLAM experiments are shown in details

Arquitetura de Software para Barcos Robóticos

We propose in this work a software architecture for robotic boats intended to act in diverse aquatic environments, fully autonomously, performing telemetry to a base station and getting this mission to be accomplished. This proposal aims to apply within the project N-Boat Lab NatalNet DCA, which aims to empower a sailboat navigating autonomously. The constituent components of this architecture are the memory modules, strategy, communication, sensing, actuation, energy, security and surveillance, making these systems the boat and base station. To validate the simulator was developed in C language and implemented using the graphics API OpenGL resources, whose main results were obtained in the implementation of memory, performance and strategy modules, more specifically data sharing, control of sails and rudder and planning short routes based on an algorithm for navigation, respectively. The experimental results, shown in this study indicate the feasibility of the actual use of the software architecture developed and their application in the area of autonomous mobile robotics

Laboratório remoto de qualidade da energia elétrica em ambiente virtual

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Mindware semiótico-comunicativo: campos conceituais no ensino de física para deficientes visuais utilizando uma interface cérebro-computador

Pós-graduação em Educação para a Ciência - FC

Projeto e construção de um robô móvel AGV/ROV não-holonômico com habilidade para navegação autônoma do tipo wall-following

Esta dissertação de mestrado apresenta o projeto e a construção de um robô móvel terrestre denominado LOGBOT, com tração de movimento do tipo diferencial – com duas rodas motoras e uma roda livre para manter a estabilidade de sua estrutura em relação à superfície. O controle do robô dispõe dos modos de telemetria e autônomo. No modo de controle por telemetria (ROV), a comunicação do robô com a estação de controle é feita por radiofreqüência a uma distância de até um quilometro em ambientes externos, e até cem metros em ambientes internos. No modo de controle autônomo (AGV), o robô tem habilidade para navegar em ambientes internos e desconhecidos usando sempre a parede à sua esquerda como referência para a trajetória de seu movimento. A seqüência de movimentos para execução da trajetória é enviada para a estação de controle que realiza análises de desempenho do robô. Para executar suas tarefas no modo autônomo, a programação do robô conta com um agente inteligente reativo, que detecta características do ambiente (obstáculos, final de paredes, etc.) e decide sobre qual atitude deve ser executada pelo robô, com objetivo de contornar os obstáculos e controlar a velocidade de suas rodas. Os problemas de erro odométrico e suas correções com base no uso de informações sensoriais externas são devidamente tratados. Técnicas de controle hierárquico do robô como um todo e controle em malha fechada da velocidade das rodas do robô são usadas. Os resultados mostraram que o robô móvel LOGBOT é capaz de navegar, com estabilidade e precisão, em ambientes internos no formato de um corredor (wall following).

Aspectos ergonômicos e de segurança no uso dos autômatos: estudo de caso nas regiões sul fluminense e vale do Paraíba

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Ensino de Ciências e Matemática IV: temas de investigação

Este e-book é uma produção do Programa de Pós-Graduação em Educação Para a Ciência - PPGEC - da Faculdade de Ciências da UNESP, campus de Bauru, e faz parte do Programa de Publicações Digitais da Pró-Reitoria de Pós-Graduação, em parceria com a Fundação Editora da UNESP, que tem como principal objetivo a divulgação de pesquisas realizadas pelos Programas de Pós-Graduação da universidade. A série Ensino de Ciências e Matemática teve início em 2009 e visa, por meio de pesquisas oriundas de teses, dissertações e de grupos de pesquisa, divulgar e fomentar a discussão sobre processos de ensino de Ciências e Matemática analisada a partir de diferentes perspectivas teóricas e metodológicas. Essa série abarca temáticas recentes que estão sempre presentes nas discussões de importantes eventos científicos, nacionais e internacionais, da área da Educação para a Ciência e Matemática. Entre esses temas destacam: formação de professores, formação de conceitos, Tecnologias da Informação, processos de ensino, entre outros. Esta obra é intitulada Ensino de Ciências e Matemática IV: temas de investigação porque veicula pesquisas que abordam temas atuais e importantes estudados por pós-graduandos e docentes do Programa, como, por exemplo, avaliação, prática de ensino, robótica, prática pedagógica, TV digital, educação desenvolvida em âmbito não-escolar, entre outros. Tais investigações são resultados de pesquisas desenvolvidas no Programa: algumas são resultados de teses e dissertações e outras foram produzidas por grupos de pesquisa. Professores que ensinam Ciências e Matemática, em diferentes níveis de escolaridade, e pesquisadores que desenvolvem estudos nessas áreas poderão ter fácil acesso a esta obra, uma vez que estará disponível na Internet, o que pode contribuir para o debate sobre ...

Desenvolvimento de uma plataforma aberta de robô móvel para propósitos gerais

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Estudo de sistemas com dinâmica pouco suave: brinquedos envolvendo este tipo de modelo

This work aims to study the movement periodically interrupted realized by four handmade toys. Such movement can be studied by nonlinear dynamics, but this topic is not covered in the general undergraduate courses in Physics. The study presented aim to observe, search, identify and measure physical quantities characteristic of toys according to the information provided by the dynamic, in this case, the formalism of moment of forces and energy. It also allows an approach to non-formal education in physics, since the measures and instruments differ from formal laboratory approach. These toys are unknown examples of simple machines studied in Mechanics and allow to illustrate passive walkers in Robotics

Avaliação experimental de medidas de aceleração

Acceleration is a key parameter for engineering and is becoming increasingly important because of the need for companies to become more competitive in the market. Both applying new technologies to their products and optimizing their process lines with predictive maintenance and robotic automation. This study aims to analyze the quality of the signals obtained from a capacitive accelerometer. To do that a test rig was mounted, which consist of a shaker, fed by a signal generator, a linear potentiometer and a capacitive accelerometer; for the signal acquisition was used a acquisition board and the Labview software, in order to integrate twice the signal from the accelerometer and compare it with the sign of the potentiometer. This work also demonstrates the impact of acquired signal processing as well as techniques of pre and post processing of signal via software GNU/Octave

Sistema para navegação de robôs móveis e interação humano-robô baseada em comandos de voz

This project is comprised by an interactive mobile robotics’ environment, focused in human-robot interaction. The system was developed to work in a smartphone, with Android operating system, embedded in a small size mobile robot. Information provided by the smartphone’s camera and microp hone, as well as by proximity sensors embedded in the robot, is used as inputs of a control architecture, implemented in software. It is a behavior-based and receptive to human commands control architecture, to assist the robot’s navigation. The robot is controlled by its own behaviors or by commands em it ted by humans

Desenvolvimento de um sistema para navegação de robôs móveis por caminhos em plantações

The use of mobile robots in the agriculture turns out to be interesting in tasks of cultivation and application of pesticides in minute quantities to reduce environmental pollution. In this paper we present the development of a system to control an autonomous mobile robot navigation through tracks in plantations. Track images are used to control robot direction by preprocessing them to extract image features, and then submitting such characteristic features to a support vector machine to find out the most appropriate route. As the overall goal of the project to which this work is connected is the robot control in real time, the system will be embedded onto a hardware platform. However, in this paper we report the software implementation of a support vector machine, which so far presented around 93% accuracy in predicting the appropriate route.