Quando as atividades de um sistema mecatrônico são realizadas em ambientes com intenso campo elétrico e ou magnético, os dispositivos que irão executar as tarefas devem ser cuidadosamente projetados para que a presença de peças metálicas não se torne um risco. O campo elétrico pode gerar descargas elétricas e o campo magnético, exercer forças não previstas sobre peças metálicas. Assim o uso de alguns elementos, como motores elétricos, peças metálicas ou sensores eletrônicos se torna inviável. A motivação inicial para esse trabalho foi encontrar um atuador que possa ser construído sem o uso de elementos metálicos e com ele, construir um manipulador inerte a campos magnéticos e elétricos. Neste contexto, a transmissão de energia para os atuadores por meios hidráulicos ou pneumáticos se torna a opção mais indicada. Frequentemente, sistemas pneumáticos e hidráulicos apresentam atuadores com componentes metálicos, devido a resistência mecânica destes componentes. Em situações na qual os requisitos quanto a esforços são menores, elementos metálicos podem ser substituídos por materiais poliméricos de uso comum na Engenharia. Entre os atuadores hidráulicos e pneumáticos, um que já apresenta poucas partes metálicas é o músculo pneumático artificial (MPA). O MPA possui características tais como: baixo peso relacionado ao esforço gerado, escala de esforços similar a um cilindro pneumático de mesmo tamanho e construção simples. Assim, o MPA foi escolhido como atuador para o manipulador não-condutor desenvolvido neste trabalho. Adotando o MPA como elemento central, este trabalho tem por objetivo identificar as diretrizes para a aplicação do MPA na construção de um manipulador inerte a campos elétricos e magnéticos. Para isso, primeiramente foi desenvolvido um MPA livre de qualquer parte metálica. Visando sua aplicação, as características do músculo como: gama de esforços, tempo de resposta e histerese foram avaliadas através de testes. Algumas estratégias de controle do atuador foram testadas e comparadas, e com o atuador desenvolvido foi construído um manipulador inerte a campos magnéticos e elétricos. O manipulador construído tem como objetivo exercer movimentos distintos sobre a mão de um paciente, o mesmo deve acompanhar o paciente durante um exame de ressonância magnética. O atuador apresentou uma gama de esforços dentro do previsto, um tempo de resposta característico de atuadores pneumáticos e ao contrário do esperado, uma baixa histerese. Através de elementos mecânicos e com o uso de dois MPA, o manipulador foi capaz de exercer um trabalho sobre a mão de um voluntario fora do campo da RM, mostrando a viabilidade da aplicação. / When activities executed by a mechatronic system are performed in environments with strong magnetic and or electric field, the devices that will perform the tasks should be carefully designed so that the presence of metal parts does not become a risk. The electric field can generate electrical currents and the magnetic field may exert unexpected force in a metal part. Thus the use of some elements, such as electric motors, metallic parts or electronic sensors becomes unviable. The initial motivation for this work was to find an actuator that could be built without metallic elements and, using such actuator, build a manipulator inert to magnetic and electric fields. In this context, the use of hydraulic or pneumatic actuators becomes the most indicated option. Frequently, pneumatic and hydraulic systems have actuators with metal parts so as resist mechanical loads. In situations where the actuator is loaded by small loads, metal parts may be replaced by polymeric materials commonly used in Engineering. Among hydraulic and pneumatic actuators, one that already presents a few metal parts is the pneumatic artificial muscle (PAM). PAM has characteristics such as: low weight to effort ratio, simple construction as well as range of generated force and dimensions similar to a pneumatic cylinder. Thus, the PAM is chosen as the actuator for the non-conductive manipulator developed in this work. Adopting the PAM as a central element, this work aims identifying directives on using the PAM in the construction of a manipulator inert to electric and magnetic fields. For this, firstly it is developed a PAM free from any metal part. Next, the characteristics of the PAM such as range of efforts, response time and hysteresis curve are assessed through tests. Some strategies for the actuator control are tested and compared. Finally, using the developed actuator, a manipulator inert to magnetic and electric fields are constructed. The purpose of this manipulator is to induce motions to the fingers of a patient hand while the patient is examined in a MRI (magnetic resonance imaging) equipment. The actuator presented a range of efforts according to expectations, a response time compatible with pneumatic actuators and, contrary to expectations, low hysteresis.

Manipuladores robóticos têm ganhado cada vez mais importância em operações espaciais por poderem substituir humanos na realização de tarefas perigosas ou demasiadamente demoradas e repetitivas. Em destaque tem-se os manipuladores de base livre, por poderem ser acoplados a satélites ou estações espaciais e representarem um grande desafio para engenheiros de controle. Tais robôs possuem dois modos de operação: com base livre controlada e com base livre flutuante. No primeiro modo a base do manipulador tem atitude e translação controladas por jatos propulsores ou rodas de reação, de modo que o comportamento do robô se aproxima de um manipulador de base fixa. Porém, há um considerável consumo de combustível e energia elétrica, além de novos distúrbios que são inseridos no sistema. No segundo modo, considerado neste trabalho de mestrado, os controles da base são desligados durante a operação e ela pode mover-se livremente em resposta aos movimentos do braço. Embora tenha-se notável economia de combustível e energia elétrica, o acoplamento dinâmico entre base e braço deve ser considerado tanto na modelagem como no projeto do controlador. Para modelar o robô espacial considerado neste projeto foi aplicado o método do Manipulador Dinamicamente Equivalente, que mapeia um manipulador de base livre flutuante através de um robô sub-atuado de base fixa. Dessa forma é possível utilizar sobre robôs espaciais técnicas de controle já desenvolvidas para manipuladores terrestres. Este trabalho trata da análise de controladores robustos e adaptativo aplicados sobre um manipulador planar de base livre flutuante com dois braços para realizar a tarefa de seguimento de trajetórias definidas no espaço de tarefa. Os sistemas de controle considerados foram: Regulador Linear Quadrático Recursivo Robusto (RLQR), controlador H-infinito robusto e controlador adaptativo com modos deslizantes. Os resultados mostraram que os controladores apresentaram desempenhos distintos mas ainda assim foram capazes de realizar a tarefa de seguir trajetórias no espaço de trabalho com erros de acompanhamento bastante pequenos. Foi elaborada também uma comparação quantitativa através de índices de desempenho considerando integral de torques e norma L2 de erros de acompanhamento. / Robotic manipulators gained greater importance in space operations by being able to replace humans in dangerous or very long and repetitive tasks. Free-floating manipulators are highlighted, because they can be coupled to satellites or space stations and represent a great challenge to control engineers. These robots have two operation modes: controlled base and free-floating base. In the first mode, the base has its attitude and translation controlled by propulsion jets or reaction wheels, so that the robot behavior is similar to a fixed-base manipulator. However, there is considerable fuel and electrical energy consumption, besides additional disturbances inserted in the system. In the second mode, which is considered in this work, the base is not controlled during operation and is able to move freely in response to movements of the arm. Even though there is a remarkable fuel and electrical energy saving, the dynamic coupling between base and arm must be taken into account during modelling and controller design. To model the space manipulator considered in this work the Dynamically Equivalent Manipulator method was used, which maps a free-floating manipulator into a underactuated fixed-base manipulator. Thus, it is possible to apply known control techniques for terrestrial manipulators on free-floating ones. This work discusses robust and adaptive controllers applied on a planar dual-arm free-floating space manipulator in order to track trajectories defined in the workspace. The considered control systems are: Robust Recursive Linear Quadratic Regulator, Robust H-infinity and Adaptive Sliding Modes. Results showed that the controllers had distinct performances but were still able to perform trajectory tracking in workspace with very small tracking errors. A quantitative comparison was also elaborated with performance indexes considering integral of torques and L2 norm of tracking errors.

O comércio de alimentos por vendedores ambulantes vem crescendo ano após ano em todas as cidades do Brasil, isso se deve principalmente ao desemprego que atinge a população brasileira. Alimentos comercializados por ambulantes têm custo acessível à maioria da população, por isso a procura é grande. Devido à falta de conhecimento os vendedores ambulantes não têm noções de práticas higiênico-sanitárias com os alimentos, tornando-os fontes de toxinfecções alimentares. Um exemplo de alimento de rua que vem crescendo muito no comércio informal de Maceió é o churrasquinho. Os pontos de venda de churrasquinhos vêem atraindo muitos consumidores, onde passam a ser uma opção barata de lazer para essas pessoas. A fiscalização para o controle sanitário dos alimentos vendidos nas ruas é bastante precária devido o número crescente de vendedores ambulantes. Em Maceió-AL, são poucas as informações sobre a qualidade dos alimentos comercializados na rua, por isso, esse trabalho teve como objetivo caracterizar os vendedores e consumidores de churrasquinho de rua, quanto aos hábitos, conhecimentos e percepção de risco da comida de rua e qualidade dos alimentos. Os dados foram coletados em 100 pontos de venda de churrasquinho e com 75 consumidores, e realizados análises microbiológicas de 20 amostras de churrasquinho. Os resultados indicaram que a maioria dos vendedores possui nível médio de escolaridade. Para 75 vendedores, essa é a única fonte de renda da família e que 67 vendedores escolheram essa opção de trabalho devido ao desemprego. Setenta e sete pontos apresentavam condições insatisfatórias de funcionamento, por não apresentam água corrente, instalações sanitárias e lixeiras. A estrutura da maior parte, 50 barracas, é desprovida de qualquer tipo de proteção, sendo o churrasquinho preparado e vendido ao ar livre. Os vendedores são responsáveis pela compra das carnes, onde 47 adquirem a carne no mercado público municipal. Cinqüenta e três vendedores nunca fizeram curso de capacitação para manipulação de alimentos. Trinta e cinco (47%) consumidores têm nível médio de ensino e 52 (70%) têm renda familiar de até cinco salários-mínimos. Em relação ao consumo semanal, 25 (33%) consumidores relataram consumo de comida de rua mais de cinco vezes por semana. Trinta e um (41%) consumidores disseram que apresentaram quadro de diarréia e/ou vômitos após consumir comida de rua, onde 16 (52%) deles tiveram que se ausentar de suas obrigações (trabalho e/ou escola). Em relação aos parâmetros microbiológicos, a contagem de coliformes a 45ºC e S. aureus ficaram dentro dos padrões exigidos pelo Ministério da Saúde, porém em uma (10%) amostra foi encontrada a presença de Salmonella, condenado o produto para consumo. Os resultados desta pesquisa reforçam a necessidade do desenvolvimento de um programa pela Vigilância Sanitária municipal que vise capacitar os vendedores, orientando-os para a implantação de Boas Práticas nos seus pontos de venda, além de conscientização dos consumidores em relação ao consumo de comida de rua.

Se describe la aplicación de pulsos láser ultracortos (≤10fs) en espectroscopía y microscopía de dos fotones llevada a cabo en nuestro grupo de investigación, subrayando las ventajas y requerimientos de este enfoque. Además se presenta una breve descripción de la manipulación de pulsos, de las distorsiones de fase experimentadas por los pulsos láser de femtosegundo y de cómo corregir tales distorsiones utilizando manipuladores de pulsos. / Femtosecond laser pulses in two-photon spectroscopy and microscopy: The application of shaped ultrashort laser pulses (≤10fs) in two-photon spectroscopy and microscopy carried out in our group is  described, highlighting the advantages and requirements of this approach. In addition, a brief description of pulse shaping, phase distortions experienced by femtosecond laser  pulses and how to correct these distortions using a pulse shaper is also presented.

Manipuladores robóticos com cinemática paralela apresentam alta rigidez, alta relação carga/peso próprio e boa precisão quando comparados a manipuladores de cinemática serial. No entanto, a região de trabalho dos manipuladores paralelos é limitada devido à presença de singularidade. Com o objetivo de aumentar a região de trabalho, redundâncias cinemáticas podem ser introduzidas nas cadeias cinemáticas. Devido à sua arquitetura paralela, a incerteza nos parâmetros geométricos pode ter grande influência no comportamento cinemático e no desempenho dinâmico. O estudo do impacto dessas incertezas quando redundâncias são introduzidas em uma manipulador robótico planar de cinemática paralela é o objetivo desse trabalho. Distribuições normais foram adotadas para a avaliação do comprimento dos elos. O impacto dessas variações foi avaliado numericamente através da comparação de resultados da simulação de trajetórias para os diferentes manipuladores robóticos. Além disso, verificou-se o impacto dessas variações nas regiões de singularidades dos sistemas robóticos. Essas avaliações numéricas foram realizadas para o manipulador robótico 3(P)RRR. Este manipulador consiste de 3 cadeias cinemáticas em paralelo. Cada cadeia apresenta uma junta prismática ativa (P), uma junta de revolução ativa (R) e duas juntas de revolução passivas (RR). Através desse trabalho, uma metodologia de avaliação do impacto de incerteza geométricas em manipuladores robóticos paralelos com redundância de atuação foi proposta e investigada. / Parallel kinematic manipulators present higher rigidity, better load capacity and improved accuracy when compared to serial kinematic manipulators. However, the workspace of parallel kinematic manipulator is usually limited due to the presence of singularity regions. In order to enlarge the workspace, kinematic redundancy can be introduced in the kinematic chains. Due to its parallel architecture, the uncertainty and variability of some geometric parameters may have great influence on its kinematic behavior and dynamic performance. The impact of these variabilities when redundancies are considered should also be verified. The aim of this study is to evaluate some geometric uncertainties in the links\' dimensions of a planar parallel robot manipulator with kinematic redundancy. Normal distributions are adopted for evaluating the variability of length of the links. The impact of these changes was evaluated numerically by comparing the results obtained by simulating trajectories for different robotic manipulators. In addition, the impact of these variabilities in the singularity regions is also assessed. These numerical evaluations have been performed for the redundant manipulator 3(P)RRR. This manipulator consists of three kinematic chains in parallel. Each chain has an active prismatic joint (P), an active revolute joint (R) and two passive revolute joints (RR). Through this work, a methodology for assessing the impact of geometric uncertainty in parallel robotic manipulators with kinematic redundancy has been proposed and investigated.

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:08:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao - Fernando Goncalves Abadia.pdf: 2172647 bytes, checksum: 521c16d1c14b335efd25247e9a66c082 (MD5) Previous issue date: 2010-04-19 / Rehabilitation robotics involves the development of active devices for various processes in the health field. In the rehabilitation case, it replace the physical assistance by a robotic device, under the supervision of the therapist. According to some authors, there is much evidence that repetitive movements can help in the rehabilitation of stroke patients. Therefore, there is feasibility of building a low cost robotic manipulator of an anthropomorphic arm with few degrees of freedom in the rehabilitation of patients in early brain injury phase (muscle hypotony phase). The objective of the study outlined here is to determine, through simulation, the appropriate kinematic of an anthropomorphic robotic manipulator that best approximate the functional movements to be relearned by stroke patients. The kinemetry was the method used to measure the characteristics of these movements. The data acquisition was performed from three subjects who performed the movements of combing hair, drinking from cup, bring it to his mouth and waving, greeting movement. These data were compared with the direct and inverse kinematics of the simulated manipulator in MatLab environment. The results showed that, despite the limitations of movements, the simulated manipulator is feasible for rehabilitation of patients who are in the initial phase of stroke, with a low cost of implementation. / A reabilitação robótica é uma ciência que permite o desenvolvimento de dispositivos ativos para vários processos no campo da saúde. No caso da reabilitação, substitui a assistência física por um dispositivo robótico, sob a supervisão do terapeuta. Segundo alguns autores, há muitas evidências de que os movimentos repetitivos podem ajudar na reabilitação de pacientes vítimas de choques traumáticos ou de acidente vascular encefálico - AVE. Nesta perspectiva há viabilidade de se construir um manipulador robótico de um braço antropomórfico com poucos graus de liberdade na reabilitação dos pacientes na fase inicial do AVE (fase de hipotonia muscular) visando baixos custos. Neste aspecto, o objetivo do presente projeto é determinar, por meio de simulação, as apropriadas modelagens da cinemática de um manipulador robótico de um braço antropomórfico que melhor se aproximem dos movimentos funcionais a fim de serem reaprendidos pelos pacientes. A cinemetria foi o método utilizado para avaliar as características cinemáticas destes movimentos, a partir da coleta de dados realizada com uma amostra constituída por três sujeitos, que realizaram os movimentos de pentear os cabelos, pegar um copo e levá-lo à boca e acenar cumprimentando. Estes dados foram comparados à cinemática direta e inversa do manipulador simulado em ambiente MatLab. Os resultados mostraram que, apesar das limitações dos movimentos, o manipulador simulado é viável para reabilitação de pacientes que se encontram na fase inicial do AVE, apresentando um baixo custo de implementação.

Submitted by Jorge Silva (jorgelmsilva@ufrrj.br) on 2017-05-31T19:25:07Z No. of bitstreams: 1 2012 - Antonia Gomes do Nascimento.pdf: 1998725 bytes, checksum: fbd800fbafb45198f42632b3aca1a0f0 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-31T19:25:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012 - Antonia Gomes do Nascimento.pdf: 1998725 bytes, checksum: fbd800fbafb45198f42632b3aca1a0f0 (MD5) Previous issue date: 2012-06-27 / The present work has been developed in the municipal school Jos? Arcanjo de Deus e Silva, in the city Z? Doca-MA, with the aim of orienting the responsibles for the school nourishment about safe food and good practices of manipulation. Initially, a checklist has been applied to verify the conditions of the physical and operational structure of the canteen, with the objective of characterizing and verifying if the collaborators followed the current legislation. After that, samples of swabs have been collected on the manipulator?s hands and tools, for verifying the presence of microorganisms before and after the training. It?s been applied a half-structured questionnaire to the manipulators for obtaining informations about the scholar environment, and in addition interviews have been made with the directors of the morning and afternoon shifts. After the checklist application, some nonconformities have been identified, for which alterations have been suggested to facilitate the adequation process. It has been observed, however, that the manipulators didn?t have the knowledge about the good practices that must be adopted for obtaining a safe food and with quality, as the importance of using caps and aprons, the periodic development of laboratorial exams and the need of promoting a correct hands and food hygienization. During the activities, significants differences have been verified on the physical and operational structure, specially on the manipulators? behavior. The results of this work have demonstrated that the hygienic-sanitary school conditions are unsatisfactory, but the mobilization was effective and the hands and tool hygienization process was adequate. As a final result, a Manipulation Good Practices Manual was developed. / O presente trabalho foi realizado na escola Municipal Jos? Arcanjo de Deus e Silva, na cidade de Z? Doca-MA, com o intuito de orientar os respons?veis pela execu??o da alimenta??o escolar sobre alimento seguro e boas pr?ticas de manipula??o. Inicialmente, foi aplicado um checklist para verificar as condi??es da estrutura f?sica e operacional da cantina, cuja finalidade seria caracterizar e verificar se os colaboradores seguiam a legisla??o vigente. Em seguida, foram realizadas coletas de swabs nas m?os dos manipuladores e nos utens?lios, para verifica??o da presen?a de microrganismos antes e depois do treinamento realizado. Foi aplicado um question?rio semi-estruturado com os manipuladores para obten??o de informa??es sobre o ambiente escolar, al?m de entrevistas com os diretores dos turnos matutino e vespertino. Ap?s a aplica??o do checklist foram identificadas algumas n?o conformidades, para as quais foram sugeridas altera??es para facilitar o processo de adequa??o. Observou-se, no entanto, que os manipuladores desconheciam as boas pr?ticas que devem ser adotadas para a obten??o de um alimento seguro e de qualidade, tais como, a import?ncia da utiliza??o de toucas e aventais, a realiza??o peri?dica de exames laboratoriais e a necessidade de se promover uma higieniza??o correta das m?os e dos alimentos. Ao longo das atividades, verificou-se diferen?as significativas na estrutura f?sica e operacional, principalmente na postura dos manipuladores. Os resultados deste trabalho demonstraram que as condi??es higi?nico-sanit?rias da escola s?o insatisfat?rias, mas a sensibiliza??o foi eficaz e houve adequa??o no processo de higieniza??o das m?os e utens?lios. Como resultado final foi elaborado um Manual de Boas Pr?ticas de Manipula??o.

[pt] Simuladores de movimentos são sistemas mecatrônicos que reproduzem as principais atitudes e movimentos de um veículo. Neste estudo serão analisados simuladores baseados em mecanismos com 3 e 6 graus de liberdade. No segundo caso, o mecanismo é capaz de reproduzir todos os ângulos de atitude (rolagem, arfagem e guinada) e todos os deslocamentos lineares (lateral, vertical e longitudinal) com limitações, porém com amplitude suficiente de modo a possibilitar os principais movimentos associados ao veículo. O uso de transdutores de deslocamento linear nestes mecanismos articulados introduzem elevados efeitos de inércia, além de aumentar a massa dos mesmos, diminuindo sua relação carga/peso e sua eficiência. Atualmente, o grande desenvolvimento de sensores do tipo unidade de medição inercial (IMU) aumentou a disponibilidade destes no mercado e reduziu muito seu custo. Como se trata de acelerômetros triaxiais em conjunto com girômetros também triaxiais, sensores como este podem ser usados para determinar a posição e a orientação no espaço de mecanismos com seis graus de liberdade, como a Plataforma Stewart. Neste trabalho será desenvolvida uma metodologia para modelagem da cinemática de mecanismos paralelos baseada nos derivativos de suas matrizes jacobianas. Esta metodologia é avaliada em um mecanismo paralelo plano de três graus de liberdade e em uma Plataforma Stewart. Com a metodologia de modelagem validada, é implementada uma estratégia de controle baseada no uso de um sensor tipo central inercial para o controle de posição, velocidade e aceleração destes mecanismos. Os resultados das simulações indicam a possibilidade do uso destes sensores nestes tipos de equipamentos e apontam para a necessidade de avaliar esta metodologia em testes experimentais. / [en] Movement simulators are mechatronic systems that reproduce the main attitudes and movements of a vehicle. In this study are examined simulators based on 3 and 6 degrees of freedom mechanisms. In the second case, the mechanism is able to reproduce all the attitude angles (roll, pitch and yaw) and all the linear displacements (sway, heave and surge) with limitations, but with sufficient amplitude to enable the main movements associated with the vehicle. The use of linear displacement transducers in these articulated mechanisms introduce high inertia effects and increase the mass, decreasing the load/weight ratio and efficiency. Currently, the great development of the inertial central type sensors (IMU – Inertial measurement unit) increased the availability of these transducers on market and greatly reduced cost. Since this is a conjunct of triaxial accelerometers with triaxial gyrometers, sensors such as these ones can be used to determine the position and orientation in space of mechanisms with six degrees of freedom, such as the Stewart Platform. In this work it will be developed a methodology for modeling the kinematics of parallel mechanisms based on derivatives of their jacobian matrices. This methodology is evaluated in a planar parallel mechanism of three degrees of freedom and on a Stewart Platform. With the modeling methodology validated, a control strategy based on the use of an inertial unit type sensor for controlling the position, velocity and acceleration of these mechanisms is implemented. The simulations results indicate the possibility of using these sensors in these types of equipment and point to the need to evaluate this methodology in experimental tests.

A contribuição e objetivo desta tese é desenvolver um modelo de redes neurais artificiais, baseado em princípios de memória associativa, capaz de resolver o problema de planejamento e controle ponto a ponto de trajetória de um braço mecânico imerso em um ambiente parcialmente conhecido e/ou sujeito a ruídos. O modelo proposto é formado por dois planos: plano seqüência temporal e plano ângulo. Para o plano seqüência temporal, o novo modelo proposto chamado de Memória Associativa Multidirecional Temporal (TMAM) é capaz de armazenar e recuperar n-tuplas de informações, lidar com informações ruidosas e/ou incompletas e aprender seqüências temporais. TMAM utiliza representação contínua e realimentação autoassociativa. O plano ângulo é formado pelo modelo RBF que é responsável por produzir as informações de ângulos das juntas do braço mecânico. A composição dos dois planos forma o sistema completo que é responsável pelo planejamento e controle ponto a ponto de trajetória. Em resumo, o sistema recebe informações do ponto origem e do ponto alvo, estabelece uma trajetória para atingir o ponto alvo a partir do ponto de origem e transforma os pontos espaciais da trajetória em valores de ângulos das juntas. Os resultados obtidos mostram que o modelo TMAM é capaz de recuperar, interpelar e extrapolar pontos nas seqüências, é capaz de gerar trajetórias, de memorizar seqüências de diferentes tamanhos e de lidar com duas trajetórias ao mesmo tempo. O modelo apresenta também rápido treinamento. O modelo RBF é capaz de recuperar as saídas desejadas apresentando um erro pequeno e é capaz de receber um padrão que apresenta um ponto final inatingível e gerar um conjunto de ângulos que representa um ponto final atingível. / The aim of this project is to develop an artificial neural networks model based on principles of associative memory. This neural network model must be able to solve the problem of trajectory planning and point to point control of a robot arm, which is located in a partially known and/or noisy environment. The proposed model is composed by two surfaces: the temporal sequence surface and the angle surface. For the temporal sequence surface the new propose model Temporal Multidirectional Associative Memmy (TMAM) is able to store and recall n-tuplas of information, to deal with noisy and/or incomplete information and to learn temporal sequences. TMAM uses a continuas representation and autoassociative feedback. A RBF model is used to implement the angle surface, which is liable for producing the angle information for the joint of the robot arm. The two surfaces compose the whole system which is liable for the trajectory planning and system control. Hence, the system receives information about the initial point and the target point, constructs the trajectory to reach the target point from the initial point and converts the spatial points which compose the trajectory, in values of joint angles. The obtained results show that TMAM model can recall, interpolate and extrapolate points in the sequences. The model has the ability of generating new trajectories and memorizing different size of sequences at the same time. This model also shows fast learning. The RBF model can recall the desired outputs with a small error and can receive a pattern which is formed by an unreachable final point and generate a set of angles which, in turn, represent a reachable final point.

A contribuição e objetivo desta tese é desenvolver um modelo de redes neurais artificiais, baseado em princípios de memória associativa, capaz de resolver o problema de planejamento e controle ponto a ponto de trajetória de um braço mecânico imerso em um ambiente parcialmente conhecido e/ou sujeito a ruídos. O modelo proposto é formado por dois planos: plano seqüência temporal e plano ângulo. Para o plano seqüência temporal, o novo modelo proposto chamado de Memória Associativa Multidirecional Temporal (TMAM) é capaz de armazenar e recuperar n-tuplas de informações, lidar com informações ruidosas e/ou incompletas e aprender seqüências temporais. TMAM utiliza representação contínua e realimentação autoassociativa. O plano ângulo é formado pelo modelo RBF que é responsável por produzir as informações de ângulos das juntas do braço mecânico. A composição dos dois planos forma o sistema completo que é responsável pelo planejamento e controle ponto a ponto de trajetória. Em resumo, o sistema recebe informações do ponto origem e do ponto alvo, estabelece uma trajetória para atingir o ponto alvo a partir do ponto de origem e transforma os pontos espaciais da trajetória em valores de ângulos das juntas. Os resultados obtidos mostram que o modelo TMAM é capaz de recuperar, interpelar e extrapolar pontos nas seqüências, é capaz de gerar trajetórias, de memorizar seqüências de diferentes tamanhos e de lidar com duas trajetórias ao mesmo tempo. O modelo apresenta também rápido treinamento. O modelo RBF é capaz de recuperar as saídas desejadas apresentando um erro pequeno e é capaz de receber um padrão que apresenta um ponto final inatingível e gerar um conjunto de ângulos que representa um ponto final atingível. / The aim of this project is to develop an artificial neural networks model based on principles of associative memory. This neural network model must be able to solve the problem of trajectory planning and point to point control of a robot arm, which is located in a partially known and/or noisy environment. The proposed model is composed by two surfaces: the temporal sequence surface and the angle surface. For the temporal sequence surface the new propose model Temporal Multidirectional Associative Memmy (TMAM) is able to store and recall n-tuplas of information, to deal with noisy and/or incomplete information and to learn temporal sequences. TMAM uses a continuas representation and autoassociative feedback. A RBF model is used to implement the angle surface, which is liable for producing the angle information for the joint of the robot arm. The two surfaces compose the whole system which is liable for the trajectory planning and system control. Hence, the system receives information about the initial point and the target point, constructs the trajectory to reach the target point from the initial point and converts the spatial points which compose the trajectory, in values of joint angles. The obtained results show that TMAM model can recall, interpolate and extrapolate points in the sequences. The model has the ability of generating new trajectories and memorizing different size of sequences at the same time. This model also shows fast learning. The RBF model can recall the desired outputs with a small error and can receive a pattern which is formed by an unreachable final point and generate a set of angles which, in turn, represent a reachable final point.