A ideia de usar redes neurais biologicamente inspiradas na computação tem sido amplamente utilizada nas últimas décadas. O fato essencial neste paradigma é que um neurônio pode integrar e processar informações, e esta informação pode ser revelada por sua atividade de pulsos. Ao descrever a dinâmica de um único neurônio usando um modelo matemático, uma rede pode ser implementada utilizando um conjunto desses neurônios, onde a atividade pulsante de cada neurônio irá conter contribuições, ou informações, da atividade pulsante da rede em que está inserido. Neste trabalho é apresentado um controlador de posição no eixo Z utilizando fusão de sensores baseado no paradigma de Redes Neurais Recorrentes. O sistema proposto utiliza uma Máquina de Estado Líquido (LSM) para controlar o robô colaborativo BAXTER. O framework foi projetado para trabalhar em paralelo com as LSMs que executam trajetórias em formas fechadas de duas dimensões, com o objetivo de manter uma caneta de feltro em contato com a superfície de desenho, dados de sensores de força e distância são alimentados ao controlador. O sistema foi treinado utilizando dados de um controlador Proporcional Integral Derivativo (PID), fundindo dados de ambos sensores. Resultados mostram que a LSM foi capaz de aprender o comportamento do controlador PID em diferentes situações. / The idea of employing biologically inspired neural networks to perform computation has been widely used over the last decades. The essential fact in this paradigm is that a neuron can integrate and process information, and this information can be revealed by its spiking activity. By describing the dynamics of a single neuron using a mathematical model, a network in which the spiking activity of every single neuron will get contributions, or information, from the spiking activity of the embedded network. A positioning controller based on Spiking Neural Networks for sensor fusion suitable to run on a neuromorphic computer is presented in this work. The proposed framework uses the paradigm of reservoir computing to control the collaborative robot BAXTER. The system was designed to work in parallel with Liquid State Machines that performs trajectories in 2D closed shapes. In order to keep a felt pen touching a drawing surface, data from sensors of force and distance are fed to the controller. The system was trained using data from a Proportional Integral Derivative controller, merging the data from both sensors. The results show that the LSM can learn the behavior of a PID controller on di erent situations.

Com o presente projeto se pretende desenvolver um protótipo de máquina de usinagem para atender a fabricação de pequenos lotes (10~20 peças), Esta máquina terá características intermediárias entre as máquinas universal (manual) e de controle numérico (CN); conjugando as vantagens funcionais destas duas: alta eficiência e flexibilidade. A máquina projetada terá uma operação manual (trajetória), e seu posicionamento será servo-assistido. Entenda-se \"desenvolver\" como: a) Propor uma estratégia de usinagem; b) Propor uma configuração de máquina que funcione segundo esta estratégia; c) desenvolver um protótipo e; d) validar a estratégia e a configuração através de testes no protótipo. A estratégia de posicionamento aqui proposta, é baseada em um posicionamento manual, ou seja, o operador define livremente o movimento da ferramenta com relação à peça a se fabricar. Porém, um computador monitora constantemente a posição da ferramenta e não permite a entrada desta numa região, nomeada \"Região Proibida\"; que corresponde ao perfil da peça. A região proibida é definida diretamente a partir de um desenho de CAD, dispensando o uso de alguma ferramenta computacional de geração automática de trajetória de ferramenta. Deste modo, o operador realiza a usinagem de desbaste. O acabamento é realizado automaticamente pelo computador, que faz com que a ferramenta contorne o perfil da peça, uma vez que o operador envia um sinal de partida. Uma possível configuração de máquina para alcançar esta estratégia é apresentada. E consiste de uma mesa XY servo controlada, adaptada a uma furadeira de bancada, onde operador comanda o movimento da mesa mediante um joystick. Através de ensaios de usinagem, o trabalho demonstra a eficácia da estratégia proposta. / Present project aims the development of a machine tool prototype for attend the manufacturing of small lots (10~20 pieces), This machine will have characteristics intermediate between the universal and the numerical control (CN) machines. The desired machine conjugates the functional advantages of both types of machines: high efficiency and flexibility. The machine, thus designed, will have a manual operation (the tool path is defined by the operator), and its positioning will be servoassisted. Here, \"to develop\" includes: a) to propose a machining strategy; b) to propose an arrangement of machine that works according to this strategy; c) to develop a prototype and; d) to validate the strategy and the arrangement through tests with the prototype. The positioning strategy, is based on a manual positioning, i.e., the operator defines freely the motion of the tool with respect to the work piece. However, a computer monitores constantly the tool position, not permitting the entrance of it inside the area, here called \"prohibited region\", corresponding to the profile of the part to be machined. Outside that region, the computer enables operator to move the tool as he wants. The prohibited region is defined directly from a CAD draft, eliminating the necessity of any kind of computer tools for generating automatically the tool path. Thus, the operator executes the rough machining. The finishing path is executed automatically by the computer that makes the tool contour the profile of the part, according to the start-up command given by the operator. In the work, one possible arrangement of machine to achieve this strategy is presented. It consists of servo controlled XY table and adjusted to a bench drill in which, the operator commands the table motion by means a joy-stick. By machining tests, this work shows the efficiency of the proposed strategy.

A ideia de usar redes neurais biologicamente inspiradas na computação tem sido amplamente utilizada nas últimas décadas. O fato essencial neste paradigma é que um neurônio pode integrar e processar informações, e esta informação pode ser revelada por sua atividade de pulsos. Ao descrever a dinâmica de um único neurônio usando um modelo matemático, uma rede pode ser implementada utilizando um conjunto desses neurônios, onde a atividade pulsante de cada neurônio irá conter contribuições, ou informações, da atividade pulsante da rede em que está inserido. Neste trabalho é apresentado um controlador de posição no eixo Z utilizando fusão de sensores baseado no paradigma de Redes Neurais Recorrentes. O sistema proposto utiliza uma Máquina de Estado Líquido (LSM) para controlar o robô colaborativo BAXTER. O framework foi projetado para trabalhar em paralelo com as LSMs que executam trajetórias em formas fechadas de duas dimensões, com o objetivo de manter uma caneta de feltro em contato com a superfície de desenho, dados de sensores de força e distância são alimentados ao controlador. O sistema foi treinado utilizando dados de um controlador Proporcional Integral Derivativo (PID), fundindo dados de ambos sensores. Resultados mostram que a LSM foi capaz de aprender o comportamento do controlador PID em diferentes situações. / The idea of employing biologically inspired neural networks to perform computation has been widely used over the last decades. The essential fact in this paradigm is that a neuron can integrate and process information, and this information can be revealed by its spiking activity. By describing the dynamics of a single neuron using a mathematical model, a network in which the spiking activity of every single neuron will get contributions, or information, from the spiking activity of the embedded network. A positioning controller based on Spiking Neural Networks for sensor fusion suitable to run on a neuromorphic computer is presented in this work. The proposed framework uses the paradigm of reservoir computing to control the collaborative robot BAXTER. The system was designed to work in parallel with Liquid State Machines that performs trajectories in 2D closed shapes. In order to keep a felt pen touching a drawing surface, data from sensors of force and distance are fed to the controller. The system was trained using data from a Proportional Integral Derivative controller, merging the data from both sensors. The results show that the LSM can learn the behavior of a PID controller on di erent situations.

A ideia de usar redes neurais biologicamente inspiradas na computação tem sido amplamente utilizada nas últimas décadas. O fato essencial neste paradigma é que um neurônio pode integrar e processar informações, e esta informação pode ser revelada por sua atividade de pulsos. Ao descrever a dinâmica de um único neurônio usando um modelo matemático, uma rede pode ser implementada utilizando um conjunto desses neurônios, onde a atividade pulsante de cada neurônio irá conter contribuições, ou informações, da atividade pulsante da rede em que está inserido. Neste trabalho é apresentado um controlador de posição no eixo Z utilizando fusão de sensores baseado no paradigma de Redes Neurais Recorrentes. O sistema proposto utiliza uma Máquina de Estado Líquido (LSM) para controlar o robô colaborativo BAXTER. O framework foi projetado para trabalhar em paralelo com as LSMs que executam trajetórias em formas fechadas de duas dimensões, com o objetivo de manter uma caneta de feltro em contato com a superfície de desenho, dados de sensores de força e distância são alimentados ao controlador. O sistema foi treinado utilizando dados de um controlador Proporcional Integral Derivativo (PID), fundindo dados de ambos sensores. Resultados mostram que a LSM foi capaz de aprender o comportamento do controlador PID em diferentes situações. / The idea of employing biologically inspired neural networks to perform computation has been widely used over the last decades. The essential fact in this paradigm is that a neuron can integrate and process information, and this information can be revealed by its spiking activity. By describing the dynamics of a single neuron using a mathematical model, a network in which the spiking activity of every single neuron will get contributions, or information, from the spiking activity of the embedded network. A positioning controller based on Spiking Neural Networks for sensor fusion suitable to run on a neuromorphic computer is presented in this work. The proposed framework uses the paradigm of reservoir computing to control the collaborative robot BAXTER. The system was designed to work in parallel with Liquid State Machines that performs trajectories in 2D closed shapes. In order to keep a felt pen touching a drawing surface, data from sensors of force and distance are fed to the controller. The system was trained using data from a Proportional Integral Derivative controller, merging the data from both sensors. The results show that the LSM can learn the behavior of a PID controller on di erent situations.

Com o presente projeto se pretende desenvolver um protótipo de máquina de usinagem para atender a fabricação de pequenos lotes (10~20 peças), Esta máquina terá características intermediárias entre as máquinas universal (manual) e de controle numérico (CN); conjugando as vantagens funcionais destas duas: alta eficiência e flexibilidade. A máquina projetada terá uma operação manual (trajetória), e seu posicionamento será servo-assistido. Entenda-se \"desenvolver\" como: a) Propor uma estratégia de usinagem; b) Propor uma configuração de máquina que funcione segundo esta estratégia; c) desenvolver um protótipo e; d) validar a estratégia e a configuração através de testes no protótipo. A estratégia de posicionamento aqui proposta, é baseada em um posicionamento manual, ou seja, o operador define livremente o movimento da ferramenta com relação à peça a se fabricar. Porém, um computador monitora constantemente a posição da ferramenta e não permite a entrada desta numa região, nomeada \"Região Proibida\"; que corresponde ao perfil da peça. A região proibida é definida diretamente a partir de um desenho de CAD, dispensando o uso de alguma ferramenta computacional de geração automática de trajetória de ferramenta. Deste modo, o operador realiza a usinagem de desbaste. O acabamento é realizado automaticamente pelo computador, que faz com que a ferramenta contorne o perfil da peça, uma vez que o operador envia um sinal de partida. Uma possível configuração de máquina para alcançar esta estratégia é apresentada. E consiste de uma mesa XY servo controlada, adaptada a uma furadeira de bancada, onde operador comanda o movimento da mesa mediante um joystick. Através de ensaios de usinagem, o trabalho demonstra a eficácia da estratégia proposta. / Present project aims the development of a machine tool prototype for attend the manufacturing of small lots (10~20 pieces), This machine will have characteristics intermediate between the universal and the numerical control (CN) machines. The desired machine conjugates the functional advantages of both types of machines: high efficiency and flexibility. The machine, thus designed, will have a manual operation (the tool path is defined by the operator), and its positioning will be servoassisted. Here, \"to develop\" includes: a) to propose a machining strategy; b) to propose an arrangement of machine that works according to this strategy; c) to develop a prototype and; d) to validate the strategy and the arrangement through tests with the prototype. The positioning strategy, is based on a manual positioning, i.e., the operator defines freely the motion of the tool with respect to the work piece. However, a computer monitores constantly the tool position, not permitting the entrance of it inside the area, here called \"prohibited region\", corresponding to the profile of the part to be machined. Outside that region, the computer enables operator to move the tool as he wants. The prohibited region is defined directly from a CAD draft, eliminating the necessity of any kind of computer tools for generating automatically the tool path. Thus, the operator executes the rough machining. The finishing path is executed automatically by the computer that makes the tool contour the profile of the part, according to the start-up command given by the operator. In the work, one possible arrangement of machine to achieve this strategy is presented. It consists of servo controlled XY table and adjusted to a bench drill in which, the operator commands the table motion by means a joy-stick. By machining tests, this work shows the efficiency of the proposed strategy.