Soluções para comandar robôs em ambientes exteriores com infraestruturas de comunicação limitadas e desenhar em objetos irregulares valeram menções honrosas a investigadores do INESC TEC.
Um sistema de pintura robótica capaz de decorar automaticamente superfícies irregulares e outro que, através de redes móveis públicas, permite controlar robôs terrestres à distância, foram galardoados na ROBOT’2025, um dos principais eventos de robótica da Península Ibérica.
O INESC TEC saiu da conferência realizada em novembro, no Porto, com duas menções honrosas graças a dois papers que abordam desafios prementes dos sistemas robóticos atuais, que se querem precisos, adaptáveis a ambientes adversos e autónomos.
Foram reconhecidos os investigadores do INESC TEC Manuel Couto, Marina Brilhante, Catarina Rema e Fábio Pacheco pelo artigo Industrial Robotic Painting with Dynamic Marker Selection on Nonplanar Objects, e Pedro Rodrigues, André Aguiar, Filipe Neves dos Santos (INESC TEC) e Diogo Mendes (Commop), com o trabalho A Lightweight Teleoperation Framework for Outdoor Robots over Mobile Networks.
Um robô ceramista?
Para perceber o sistema de desenho robótico destinado a objetos não planos, é preciso recuar a março, altura do Open de Robótica, também no Porto. Tudo começou com um “desafio” lançado aos participantes por uma empresa, explica Manuel Couto. Os investigadores tinham de encontrar forma de dar resposta a um desafio atual da indústria das louças e faianças: podem os robôs industriais pintar peças?
“Durante a competição, não conseguimos chegar a um protótipo 100% funcional, contudo, ficámos com o bichinho a roer”, adianta. A equipa do INESC TEC decidiu continuar a trabalhar para “provar” que o desafio podia ser superado. E provou-o: “Deu trabalho e, por várias vezes, pensámos em desistir, mas com dedicação e esforço de todos conseguimos chegar ao resultado atual.”
Ei-lo: um sistema completo de pintura robótica capaz de decorar automaticamente superfícies não planares, como peças cerâmicas. Funciona assim: o sistema recebe como entrada uma imagem e um modelo 3D da superfície a pintar e cabe depois ao utilizador “ajustar a posição e orientação da superfície, as dimensões da imagem e as características da ferramenta de pintura.”
“A partir daí, o sistema projeta automaticamente a imagem na superfície, segmenta-a por cores, calcula o melhor caminho utilizando quatro algoritmos diferentes de planeamento de trajetórias, e converte toda a informação para a linguagem do robô, permitindo a execução automática da pintura”, acrescenta Manuel Couto.
E isto não é coisa pouca. E vai para lá de colocar um braço robótico a pintar. Para que consiga desenhar, lê-se no artigo a ser publicado em breve, é preciso ir buscar conhecimento a disciplinas que se afastam da robótica: entra-se nos terrenos da visão computacional, motion planning, sem esquecer “elementos de arte e estética”. O desafio é ainda maior quando a ponta da caneta não encontra um objeto plano: o desenho robótico com caneta “exige contacto contínuo entre a ferramenta de desenho e a superfície, tornando o processo mais sensível às variações na geometria da superfície”, diz o paper.
Agora, os investigadores querem aumentar a escala, com um manipulador robótico maior. Nos próximos tempos, Manuel Couto, Marina Brilhante, Catarina Rema e Fábio Pacheco vão ainda fazer testes com mais cores e padrões complexos, testar o sistema noutras superfícies e em geometrias mais desafiantes e integrar sistemas de visão computacional para facilitar a calibração e aumentar a flexibilidade do sistema.
Comandar à distância
Já a equipa de investigadores liderada por Pedro Rodrigues desenvolveu uma estrutura de teleoperação leve a pensar em robôs terrestres, usando redes móveis para controlar o robô no terreno. “Esse controlo pode ser realizado num modo mais “manual”, através de um comando com joysticks, ou, em alternativa, num modo semiautónomo, em que é possível definir remotamente trajetórias para o robô seguir”, indica o investigador.
O objetivo: avaliar a viabilidade de implementar esse sistema de operação remota recorrendo a redes móveis públicas 4G/5G. A investigação incidiu na implementação deste sistema, na sua caracterização e teste. Os investigadores puderam ensaiar a investigação em “contexto real” durante o ARTEX25, o evento promovido pelo Exército Português para testar soluções inovadoras para o setor da Defesa. A solução foi mesmo testada no robô Modular-X, desenvolvido no INESC TEC.
A rede móvel (latência) acabou por ser o principal entrave à responsividade do sistema. Mesmo assim, o artigo dá nota de que “o sistema provou a sua eficácia, registando um tempo de resposta máximo de 280 milissegundos durante os testes de campo.”. “Estes resultados sustentam a viabilidade de usar redes móveis para comandar robôs em ambientes exteriores com infraestruturas de comunicação limitadas”, concluem os investigadores.
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