Uma das maiores e mais reconhecidas conferências de robótica a nível mundial chama-se IROS (da sigla – International Conference on Intelligent Robotis and Systems) e este ano realizou-se na China, no final do mês de outubro. O INESC TEC marcou presença através de quatro cientistas que tiveram a oportunidade de apresentar cinco trabalhos num fórum de rigoroso escrutínio na aceitação de investigações e que, este ano, reuniu mais de 8 mil participantes de todo o mundo.
André Gonçalves, Artur Cordeiro, Maria Lopes e António Oliveira – foram estes os quatro cientistas que representaram o INESC TEC no IROS 2025, mas foram vários os investigadores e investigadoras do Instituto que estiveram envolvidos nos trabalhos que foram apresentados na China, mais concretamente em Hangzhou. As investigações do INESC TEC vão desde tecnologias robóticas para ajudar na reabilitação de pacientes que sofreram AVC, a robôs que aprendem a reconhecer e manipular novos objetos sem intervenção humana, a abordagens novas para automação da descarga de contentores marítimos e, ainda, a aplicações em ambientes submarinos para identificação e seleção de pontos de interesse. Mas, vamos por partes e a cada um destes trabalhos.
André Gonçalves, que desenvolveu a sua tese de mestrado no INESC TEC, apresentou no IROS 2025 um exoesqueleto, com dois graus de liberdade, desenvolvido pelo Instituto para auxiliar na reabilitação do membro superior em pacientes que sofreram um AVC. A estrutura de suporte foi projetada para apoiar movimentos do cotovelo e do pulso. Os testes experimentais para validação de desempenho do sistema confirmaram que o exoesqueleto conseguia fornecer diferentes modos de terapia – assistência passiva e ativa e resistência ativa.
“A tecnologia apresentada tem o potencial de melhorar a qualidade e a eficiência da reabilitação física, permitindo terapias mais personalizadas, seguras e acessíveis. Além disso, o foco na segurança, conforto e adaptação individual reforça o valor social e clínico do projeto, abrindo caminho para a integração de soluções robóticas em centros de reabilitação, promovendo maior autonomia e qualidade de vida para pessoas com limitações motoras decorrentes de AVC”, explica André Gonçalves, que desenvolveu este trabalho em conjunto com os investigadores do INESC TEC Hélio Mendonça, Manuel Silva e Cláudia Rocha no âmbito do projeto AICare4U, um projeto semente pensado, nascido e desenvolvido com apoios financeiros do próprio Instituto. Mais detalhes sobre o trabalho podem ser consultados aqui.
Também no âmbito do AICare4U, André Gonçalves apresentou outro trabalho – este liderado por Cláudia Rocha – que aliou o exoesqueleto referido anteriormente com o controlo adaptativo de um manipulador robótico colaborativo para otimizar o processo terapêutico. Se o primeiro trabalho dizia essencialmente respeito a um desenvolvimento de engenharia e validação técnica de um sistema de reabilitação robótica, este segundo integra IA e análise de movimento ao apresentar uma solução robótica inteligente para a reabilitação motora de sobrevivente de AVC. Em todo o caso, ambos os trabalhos carecem ainda de validação técnica enquanto solução conjunta – em concreto, o sistema de reabilitação robótica é composto pelo exoesqueleto, pelo controlo inteligente do manipulador robótico colaborativo e pela integração de IA.
Importa explicar que após um episódio de AVC muitos pacientes enfrentam limitações nos movimentos dos membros superiores e inferiores e, para conseguirem realizar as tarefas do quotidiano, acabam por desenvolver movimentos compensatórios, ou seja, estratégias alternativas em que outras partes do corpo substituem o movimento natural do membro afetado. No caso do trabalho desenvolvido pelo INESC TEC, o foco foi apenas nos membros superiores. “Embora ajudem temporariamente na execução das tarefas, estes padrões incorretos podem consolidar-se e dificultar a recuperação funcional a longo prazo se não forem corrigidos durante a reabilitação”, conta Cláudia Rocha.
Foi, nesse sentido, que a equipa de cientistas composta por Cláudia Rocha, André Gonçalves, Duarte Monteiro e Manuel Silva, desenvolveu um exoesqueleto e o acoplou a um braço robótico KUKA LBR iiwa para permitir estimar, em tempo real, a força exercida pelo paciente e ajustar automaticamente o nível de assistência ou resistência em função do esforço realizado.
A equipa está agora empenhada em avançar para uma próxima fase, onde irá integrar técnicas de IA capazes de detetar, de forma automática, movimentos compensatórios, analisando assim, em tempo real, a postura corporal do paciente. “Esta informação permitirá ajustar dinamicamente o comportamento do robô, promovendo uma reabilitação mais precisa, personalizada e eficaz, que contribui para uma recuperação motora mais natural e permanente”, explicam os investigadores.
Já Artur Cordeiro apresentou uma solução avançada para robôs manipuladores móveis, que é capaz de identificar e interagir com objetos de diferentes formas e materiais – rígidos, regulares, irregulares e flexíveis – em ambientes reais – industriais, navais, aeronáuticos e logísticos – e dinâmicos. “O sistema combina métodos analíticos e técnicas de “machine learning” para detetar objetos, estimar a sua posição e calcular automaticamente a melhor forma de os agarrar, garantindo uma manipulação estável”, esclarece o investigador.
Um dos principais objetivos deste trabalho, que foi desenvolvido no âmbito do projeto ProdutechR3, foi permitir a integração automática de novos objetos, sem necessidade de intervenção manual. “Para isso, foi criado um gerador de dados sintéticos que produz dados de treino com as anotações necessárias para que o sistema aprenda a reconhecer e manipular novos objetos, mesmo que nunca os tenha visto antes”, explica Artur Cordeiro, que desenvolveu este trabalho com João Souza, Luís Rocha, Manuel Silva e José Boaventura.
A framework foi testada em diferentes ambientes, como já descrito anteriormente, e os resultados mostraram um desempenho consistente e elevado em todas as fases do processo de manipulação, demonstrando que a abordagem pode ser aplicada de forma robusta em cenários complexos e dinâmicos, onde a variedade de objetos e condições representa um desafio constante para sistemas robóticos tradicionais.
Também no âmbito do ProdutechR3, Maria Lopes apresentou uma investigação conduzida pelo INESC TEC para automatizar o processo de descontentorização de contentores marítimos. Esta é uma tarefa que é fisicamente exigente e difícil de automatizar devido à variabilidade no tamanho e disposição da mercadoria. De acordo com a investigadora, “a maioria das soluções existentes é específica para esta tarefa, com hardware e software concebidos especificamente para o efeito, o que limita a sua reutilização noutras aplicações”.
Assim, a equipa de cientistas composta por Maria Lopes, João Souza, Pedro Costa e Manuel Silva, propôs uma framework modular que permita a um manipulador móvel genérico, equipado apenas com sensores e atuadores padrão, realizar uma descarga de forma autónoma. “O sistema combina perceção em tempo real e execução adaptativa, ajustando o comportamento à evolução da tarefa e ao feedback dos sensores”, explica a investigadora.
A tecnologia foi testada em ambiente de simulação e demonstrou ser capaz de avançar com a descontentorização de um contentor inteiro sem colisões. Vários dos módulos foram também já validados em ambiente laboratorial e a pipeline completa já está também a ser testada.
Por último, António Oliveira, que está a desenvolver o seu doutoramento no INESC TEC, apresentou um trabalho focado na identificação e extração de pontos de interesse em ambientes submarinos para localização e mapeamento simultâneos, com recurso a sonares.
O carácter inovador deste trabalho está na exploração da abertura do feixe acústico do sonar para modelar diretamente superfícies planares tridimensionais a partir de dados 2D, superando, assim, limitações tradicionais relacionadas com a precisão de localização de ecos individuais.
O investigador explica que a solução já foi validada com dados experimentais, retirados em ambiente controlado, mas também em ambiente real, como barragens hidroelétricas. “No contexto geral, pretendemos contribuir para a maior autonomia de sistemas robóticos subaquáticos, onde a capacidade de extrair informação do meio em que navegamos é crucial para atingirmos localização precisa e permitir que tarefas, por exemplo, de inspeção e manutenção possam ser levadas a cabo de forma autónoma”, explica António Oliveira.
A presença do INESC TEC no IROS 2025 é um reforço da investigação nacional e internacional que o Instituto tem feito na área da robótica industrial, aplicada à saúde e em sistemas autónomos. A abrangência tão diferente de áreas da sociedade que os trabalhos apresentados revelaram é mais uma demonstração da capacidade do INESC TEC em transformar conhecimento científico em soluções concretas que têm impacto real na sociedade.
Os investigadores do INESC TEC mencionados nesta notícia têm vínculo ao INESC TEC, FEUP e ao IPP-ISEP.
Notícias, atualidade, curiosidades e muito mais sobre o INESC TEC e a sua comunidade!
