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Desenvolvimento de uma cadeira de rodas rob?tica para transporte de portador de necessidades especiaisOliveira Neto, Ivo Alves de 31 January 2013 (has links)
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Previous issue date: 2013-01-31 / Universidade Federal do Rio Grande do Norte / The objective of the dissertation was the realization of kinematic modeling of a robotic wheelchair using virtual chains, allowing the wheelchair modeling as a set of robotic manipulator arms forming a cooperative parallel kinematic chain. This document presents the development of a robotic wheelchair to transport people with special needs who overcomes obstacles like a street curb and barriers to accessibility in streets and avenues, including the study of assistive technology, parallel architecture, kinematics modeling, construction and assembly of the prototype robot with the completion of a checklist of problems and barriers to accessibility in several pathways, based on rules, ordinances and existing laws. As a result, simulations were performed on the chair in various states of operation to accomplish the task of going up and down stair with different measures, making the proportional control based on kinematics. To verify the simulated results we developed a prototype robotic wheelchair. This project was developed to provide a better quality of life for people with disabilities / O objetivo da disserta??o foi a realiza??o da modelagem cinem?tica de uma cadeira de rodas rob?tica usando cadeias virtuais, que permitiu modelar a cadeira como um conjunto de bra?os manipuladores cooperativos formando uma cadeia cinem?tica paralela.
Foi desenvolvida uma cadeira de rodas rob?tica para transporte de portador de necessidades especiais que supera obst?culos como desn?veis e barreiras existentes ? acessibilidade em ruas e avenidas, incluindo o estudo sobre tecnologia assistiva, arquitetura paralela, modelagem cinem?tica, constru??o e montagem do prot?tipo do rob? com a realiza??o de uma lista de verifica??o de problemas e barreiras ? acessibilidade em diversos percursos, tomando como base normas, decretos e leis existentes.
Como resultado, foram realizadas simula??es da cadeira em v?rios estados de opera??o para realizar a tarefa de subir e descer desn?veis com diferentes alturas, realizando o controle proporcional baseado na cinem?tica. Para comprovar os resultados simulados foi desenvolvido um prot?tipo do rob?. Este projeto foi desenvolvido visando proporcionar uma melhor qualidade de vida ?s pessoas portadoras de necessidades especiais
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Controle H 'INFINITO' não linear de robôs manipuladores subatuados / Nonlinear H'INFINITO' control of underactuated robot manipulatorsSiqueira, Adriano Almeida Gonçalves 23 July 2004 (has links)
Este trabalho apresenta o desenvolvimento, implementação e análise de técnicas de controle H 'INFINITO' não lineares para robôs manipuladores subatuados, sujeitos a incertezas paramétricas e distúrbios externos. Na primeira parte, duas abordagens são consideradas para robôs manipuladores individuais subatuados. A primeira abordagem consiste em representar robôs manipuladores como um sistema não linear na forma quase-linear com parâmetros variantes e utilizar técnicas de controle H 'INFINITO' para sistemas lineares a parâmetros variantes baseadas em desigualdades matriciais lineares. Na segunda abordagem, uma solução explícita do problema de controle H 'INFINITO' não linear para robôs manipuladores é encontrada via teoria dos jogos diferenciais. Com este mesmo procedimento, implementam-se também os controles misto H'IND.2'/H 'INFINITO' não linear, adaptativo H 'INFINITO' não linear e adaptativo H 'INFINITO' não linear com redes neurais para robôs manipuladores. Também é desenvolvido um sistema tolerante a falhas para robôs manipuladores baseado em sistemas Markovianos e em controladores Markovianos H'IND.2', H 'INFINITO' e H'IND.2'/ H 'INFINITO'. Na segunda parte, o modelo dinâmico de robôs manipuladores cooperativos subatuados é representado na forma de espaço de estados, possibilitando a aplicação dos controladores H 'INFINITO' não lineares para controle de posição, juntamente com controle das forças de esmagamento, de um objeto. / This work presents the development, implementation and analysis of nonlinear H control techniques applied to underactuated manipulators, under parametric uncertainties and external disturbances. At the first part, two approaches are considered for underactuated individual manipulators. The first approach consists in representing manipulators as nonlinear systems in the quasi-linear parameter varying form and in controlling them via H control for linear parameter varying systems based on linear matrix inequalities. At the second approach, an explicit solution to the nonlinear H control problem for manipulators is found via differential game theory. With this procedure, it is also implemented the nonlinear mixed H2/H, nonlinear adaptive H, and nonlinear adaptive H with neural networks controls. Also is developed a fault tolerant system for manipulators based on Markovian systems and Markovian H2, H, and H2/H controls. At the second part, the dynamic model of underactuated cooperative manipulators is represented in the state space form in order to apply the nonlinear H controls to position control, plus the squeeze force control, of an object.
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Uso de telesc?pios remotos no ensino da astronomia: da interface na web ? aplica??o no estudo do cat?logo Messier e da luaAmorim Filho, Alberto Alves 29 September 2017 (has links)
Submitted by Ricardo Cedraz Duque Moliterno (ricardo.moliterno@uefs.br) on 2018-01-29T22:11:40Z
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ALBERTO AMORIM FINAL - DISSERTA??O VERS?O FINAL.pdf: 8568799 bytes, checksum: 532838187e697dfca1fc76718559ba44 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-29T22:11:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1
ALBERTO AMORIM FINAL - DISSERTA??O VERS?O FINAL.pdf: 8568799 bytes, checksum: 532838187e697dfca1fc76718559ba44 (MD5)
Previous issue date: 2017-09-29 / The current work is about remote and robotic telescopes as a school activity. In its development, it is based in the consolidated experiences of the Telescopes at School, from Brazil, and MicroObservatory, from United States of America. In order to support the diffusion of remote observation technology in Brazilian education, it recommends the study of the Messier Catalog and the Moon. The research was attended by eleven high school students from the AstroEngenharia Project of the Teot?nio Vilela State School in Feira de Santana, a city of Bahia, Brazil. To this research the author used both qualitative and quantitative approach. As a reference for learning, the postulates of Leon Vygotsky, that emphasizing the role of the school in the formation of scientific concepts and the teacher?s performance in the zone of proximal development (ZPD). The products include tutorials, forms and spreadsheets, as well as activities with image in false color, the calculation of the diameter of the lunar craters and the creation of the images bank. / O presente trabalho aborda o uso de telesc?pios remotos e rob?ticos como atividade escolar. No seu desenvolvimento busca amparo nas experi?ncias consolidadas dos Telesc?pios na Escola no Brasil e do MicroObservatory nos Estados Unidos da Am?rica. Para subsidiar a difus?o da tecnologia de observa??o remota, na educa??o brasileira, recomenda o estudo do Cat?logo Messier e da Lua. A investiga??o contou com a participa??o de onze estudantes do Ensino M?dio do projeto denominado AstroEngenharia do Col?gio Estadual Teot?nio Vilela. A pesquisa fez uso da abordagem qualitativa e quantitativa. Como referencial de aprendizagem foram utilizados os postulados de Leon Vygotsky por enfatizar o papel da escola na forma??o dos conceitos cient?ficos e na atua??o do professor na Zona de Desenvolvimento Proximal (ZDP). Os produtos elaborados consistem em tutoriais, formul?rios e planilhas, assim como em atividades com imagens em falsa cor, o c?lculo do di?metro das crateras lunares e a cria??o do banco de imagens.
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RoboEduc: uma metodologia de aprendizado com rob?tica educacionalSilva, Alzira Ferreira da 16 April 2009 (has links)
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Previous issue date: 2009-04-16 / In this work, we propose a methodology for teaching robotics in elementary schools, based on the socio-historical Vygotsky theory. This methodology in conjunction with the Lego Mindstoms kit (R) and an educational software (an interface for control and programming of prototypes) are part of an educational robotics system named RoboEduc. For the practical development of this work, we have used the action-research strategy, being realized robotics activities with participation of children with age between 8 and 10 years, students of the elementary school level of Municipal School Ascendino de Almeida. This school is located at the city zone of Pitimbu, at the periphery of Natal, in Rio Grande do Norte state. The activities have focused on understanding the construction of robotic prototypes, their programming and control. At constructing prototypes, children develop zone of proximal development (ZPDs) that are learning spaces that, when well used, allow the construction not only of scientific concepts by the individuals but also of abilities and capabilities that are important for the social and cultural interactiond of each
one and of the group. With the development of these practical workshops, it was possible
to analyse the use of the Robot as the mediator element of the teaching-learning process
and the contributions that the use of robotics may bring to teaching since elementary
levels / Neste trabalho propomos uma metodologia para o ensino de rob?tica no Ensino Fundamental, baseada na teoria s?cio-hist?rica de Lev Vygotsky. Esta metodologia em conjunto
com o kit Lego Mindstormsr e um software educacional (uma interface para controle e programa??o de prot?tipos) comp?em o sistema de rob?tica pedag?gica denominado
RoboEduc. Para o desenvolvimento dessa pesquisa foi utilizado o m?todo pesquisaa??o, sendo realizados atividades de rob?tica com a participa??o de crian?as com idade
entre 8 a 10 anos, alunos do Ensino Fundamental I da Escola Municipal Professor Ascendino de Almeida, localizada no bairro Pitimb?, na periferia de Natal, Rio Grande do Norte. As atividades visaram produzir conhecimento sobre a constru??o de prot?tipos rob?ticos, sua programa??o e controle. Ao construir os prot?tipos as crian?as desenvolvem ZDPs, que s?o espa?os de aprendizagem que quando bem aproveitados proporcionam a constru??o, pelos indiv?duos n?o s? de conceitos cient?ficos, mas tamb?m de habilidades e compet?ncias importantes para as intera??es sociais e culturais de cada um e do grupo. Com o desenvolvimento das oficinas foi poss?vel analisar a utiliza??o do rob? como elemento mediador do processo de ensino-aprendizagem e as contribui??es que o uso da rob?tica pode trazer para o ensino desde o n?vel fundamental
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Evolu??o, avalia??o e valida??o do software RoboEducBarros, Renata Pitta 18 February 2011 (has links)
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Previous issue date: 2011-02-18 / 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 / Considerando a transi??o entre a sociedade industrial para a sociedade da informa??o,
percebemos que a forma??o digital que ? abordada atualmente ? insuficiente para navegar
no interior de uma realidade digitalizada. Como proposta para minimizar este problema, o
presente trabalho avalia, valida e evolui o software RoboEduc, para trabalhar com a rob?tica
educacional tendo como principal diferencial a programa??o de dispositivos rob?ticos
em n?veis, considerando as especificidades da realidade formativa. Uma das ?nfases deste
trabalho est? na apresenta??o dos procedimentos e materiais que envolveram o desenvolvimento,
a an?lise e a evolu??o deste software. Para sua valida??o foram realizados
testes de usabilidade, baseado na an?lise destes testes foi desenvolvida a vers?o 4.0 do
RoboEduc
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Localiza??o de um rob? m?vel usando odometria e marcos naturaisBezerra, Clauber Gomes 08 March 2004 (has links)
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Previous issue date: 2004-03-08 / Several methods of mobile robot navigation request the mensuration of robot position and orientation in its workspace. In the wheeled mobile robot case, techniques based on odometry allow to determine the robot localization by the integration of incremental displacements of its wheels. However, this technique is subject to errors that accumulate with the distance traveled by the robot, making unfeasible its exclusive use. Other methods are based on the detection of natural or artificial landmarks present in the environment and whose location is known. This technique doesnt generate cumulative errors, but it can request a larger processing time than the methods based on odometry. Thus, many methods make use of both techniques, in such a way that the odometry errors are periodically corrected through mensurations obtained from landmarks. Accordding to this approach, this work proposes a hybrid localization system for wheeled mobile robots in indoor environments based on odometry and natural landmarks. The landmarks are straight lines de.ned by the junctions in environments floor, forming a bi-dimensional grid. The landmark detection from digital images is perfomed through the Hough transform. Heuristics are associated with that transform to allow its application in real time. To reduce the search time of landmarks, we propose to map odometry errors in an area of the captured image that possesses high probability of containing the sought mark / Diversos m?todos de navega??o de rob?s m?veis requerem a medi??o da posi??o e orienta??o do rob? no seu espa?o de trabalho. No caso de rob?s m?veis com rodas, t?cnicas baseadas em odometria permitem determinar a localiza??o do rob? atrav?s da integra??o de medi??es dos deslocamentos incrementais de suas rodas. No entanto, essa t?cnica est? sujeita a erros que se acumulam com a dist?ncia percorrida pelo rob?, o que inviabiliza o seu uso exclusivo. Outros m?todos se baseiam na detec??o de marcos naturais ou artificiais, cuja localiza??o ? conhecida, presentes no ambiente. Apesar desta t?cnica n?o gerar erros cumulativos, ela pode requisitar um tempo de processamento bem maior do que o uso de odometria. Assim, muitos m?todos fazem uso de ambas as t?cnicas, de modo a corrigir periodicamente os erros de odometria, atrav?s de medi??es obtidas a partir dos marcos. De acordo com esta abordagem, propomos neste trabalho um sistema h?brido de localiza??o para rob?s m?veis com rodas em ambientes internos, baseado em odometria e marcos naturais, onde os marcos adotados s?o linhas retas definidas pelas jun??es existentes no piso do ambiente, formando uma grade bi-dimensional no ch?o. Para a detec??o deste tipo de marco, a partir de imagens digitais, ? utilizada a transformada de Hough, associada a heur?sticas que permitem a sua aplica??o em tempo real. Em particular, para reduzir o tempo de busca dos marcos, propomos mapear erros de odometria em uma regi?o da imagem capturada que possua grande probabilidade de conter o marco procurado
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Constru??o e controle inteligente de um manipulador rob?tico com dois graus de liberdadeSilva, Jobson Francisco da 08 June 2012 (has links)
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Previous issue date: 2012-06-08 / The present work shows the development and construction of a robot manipulator with two rotary joints and two degrees of freedom, driven by three-phase induction motors. The positions of the arm and base are made, for comparison, by a fuzzy controller and a PID controller implemented in LabVIEW? programming environment. The robot manipulator moves in an area equivalent to a quarter of a sphere. Experimental results have shown that the fuzzy controller has superior performance to PID controller when tracking single and multiple step trajectories, for the cases of load and no load / O presente trabalho mostra o desenvolvimento e constru??o de um manipulador rob?tico de juntas rotativas com dois graus de liberdade, acionado por motores de indu??o trif?sicos. Os posicionamentos do bra?o e da base s?o realizados, para efeito de compara??o, por um controlador fuzzy e por um controlador PID, implementados no ambiente de programa??o LabVIEW?. O rob? desenvolvido permite movimenta??o numa ?rea espacial equivalente a um quarto de esfera. Resultados experimentais demonstraram que o controlador fuzzy apresenta desempenho superior ao do controlador PID quando o manipulador rob?tico executa trajet?rias dos tipos degrau vari?vel e degrau unit?rio com carga e sem carga
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Um novo m?todo de planejamento de caminho para rob?s baseado em espuma probabil?sticaSilveira, Yuri Sarmento 16 December 2016 (has links)
Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2017-10-17T23:47:38Z
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YuriSarmentoSilveira_DISSERT.pdf: 7722507 bytes, checksum: 6d1444bedd713386875e463932606d82 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2017-10-18T00:00:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1
YuriSarmentoSilveira_DISSERT.pdf: 7722507 bytes, checksum: 6d1444bedd713386875e463932606d82 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-18T00:00:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2016-12-16 / O processo de planejamento de caminho ? um problema bastante estudado na rob?tica.
A capacidade de analisar o ambiente e definir a sequ?ncia de a??es que levam um rob? de
uma localiza??o inicial at? uma localiza??o final desejada, sem colidir com os obst?culos
presentes no ambiente, ? uma habilidade fundamental requerida para a cria??o de sistemas
rob?ticos aut?nomos que possam executar diversas fun??es. Nesta disserta??o, apresenta-se um estudo sucinto do estado da arte na ?rea de planejamento de caminhos para sistemas rob?ticos aut?nomos, de forma a contextualizar o tema abordado neste trabalho. Cada m?todo de planejamento possui sua pr?pria estrat?gia
de explora??o do ambiente e planejamento do caminho. Nesta disserta??o ? proposto um
novo m?todo de planejamento de caminho para rob?s. No m?todo proposto, o espa?o livre do ambiente ? coberto de forma aproximada por um conjunto denominado Espuma Aleat?ria, a qual ? composta por subconjuntos convexos superpostos denominados Bolhas. A partir da localiza??o inicial, novas bolhas
s?o criadas aleatoriamente na superf?cie da espuma, que se propaga pelo espa?o livre,
com comportamento semelhante ? propaga??o de frentes de onda, gerando uma ?rvore de
busca, at? atingir a localiza??o final. Desta forma, ? poss?vel encontrar uma sequ?ncia de
bolhas concatenadas, denominada Ros?rio, que conecta a localiza??o final ? inicial. Um
caminho v?lido pode ser facilmente obtido dentro do espa?o de manobra definido pelo
ros?rio. O processo de busca no m?todo proposto ? determinado por apenas dois par?metros.
Crit?rios para a sua sintonia s?o estudados e apresentados neste trabalho.
De forma a validar o m?todo proposto, o seu desempenho foi avaliado atrav?s de
simula??es computacionais para diferentes estudos de caso. / Path planning is a well studied problem in robotics. The capability of analyzing the
environment and defining a sequence of actions that leads a robot from an initial location
to a final desired location, without colliding with obstacles, is a fundamental ability when
creating autonomous robotic systems that can perform various functions. In order to contextualize the theme addressed in this work, a succinct study of the state-of-the-art on path planning for autonomous robotic systems is presented. Each planning method has its own strategy to explore the ambient and plan the path. In
this dissertation, a new robot path planning method is proposed. In the proposed method,
the ambient free space is partially covered by a set called Random Foam, composed of
the union of overlapping convex subsets called Bubbles. Starting from the initial robot localization, new bubbles are randomly created on the
surface of the foam, that propagates through the free space, with a behavior similar to a
wave front propagation, generating a search tree that grows until reaching the desired final
robot localization. In this way, it is possible to find a sequence of concatenated bubbles,
called Rosary, connecting the desired final localization to the initial localization of the
robot. A valid path contained in the maneuvering space defined by the rosary can be
easily found. In the proposed method, the search process is guided by only two parameters. Tuning
criteria for these parameters are studied and presented in this work. In order to validate the proposed path planning method, its performance was evaluated through computer simulations of different case studies.
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Controle H 'INFINITO' não linear de robôs manipuladores subatuados / Nonlinear H'INFINITO' control of underactuated robot manipulatorsAdriano Almeida Gonçalves Siqueira 23 July 2004 (has links)
Este trabalho apresenta o desenvolvimento, implementação e análise de técnicas de controle H 'INFINITO' não lineares para robôs manipuladores subatuados, sujeitos a incertezas paramétricas e distúrbios externos. Na primeira parte, duas abordagens são consideradas para robôs manipuladores individuais subatuados. A primeira abordagem consiste em representar robôs manipuladores como um sistema não linear na forma quase-linear com parâmetros variantes e utilizar técnicas de controle H 'INFINITO' para sistemas lineares a parâmetros variantes baseadas em desigualdades matriciais lineares. Na segunda abordagem, uma solução explícita do problema de controle H 'INFINITO' não linear para robôs manipuladores é encontrada via teoria dos jogos diferenciais. Com este mesmo procedimento, implementam-se também os controles misto H'IND.2'/H 'INFINITO' não linear, adaptativo H 'INFINITO' não linear e adaptativo H 'INFINITO' não linear com redes neurais para robôs manipuladores. Também é desenvolvido um sistema tolerante a falhas para robôs manipuladores baseado em sistemas Markovianos e em controladores Markovianos H'IND.2', H 'INFINITO' e H'IND.2'/ H 'INFINITO'. Na segunda parte, o modelo dinâmico de robôs manipuladores cooperativos subatuados é representado na forma de espaço de estados, possibilitando a aplicação dos controladores H 'INFINITO' não lineares para controle de posição, juntamente com controle das forças de esmagamento, de um objeto. / This work presents the development, implementation and analysis of nonlinear H control techniques applied to underactuated manipulators, under parametric uncertainties and external disturbances. At the first part, two approaches are considered for underactuated individual manipulators. The first approach consists in representing manipulators as nonlinear systems in the quasi-linear parameter varying form and in controlling them via H control for linear parameter varying systems based on linear matrix inequalities. At the second approach, an explicit solution to the nonlinear H control problem for manipulators is found via differential game theory. With this procedure, it is also implemented the nonlinear mixed H2/H, nonlinear adaptive H, and nonlinear adaptive H with neural networks controls. Also is developed a fault tolerant system for manipulators based on Markovian systems and Markovian H2, H, and H2/H controls. At the second part, the dynamic model of underactuated cooperative manipulators is represented in the state space form in order to apply the nonlinear H controls to position control, plus the squeeze force control, of an object.
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GoDonnie : defini??o e avalia??o de uma linguagem de programa??o para comandar rob? por programadores iniciantes com defici?ncia visualOliveira, Juliana Damasio 04 August 2017 (has links)
Submitted by PPG Ci?ncia da Computa??o (ppgcc@pucrs.br) on 2017-11-06T20:31:38Z
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on 2017-11-17T11:27:09Z (GMT) / Submitted by PPG Ci?ncia da Computa??o (ppgcc@pucrs.br) on 2017-11-17T15:26:49Z
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Previous issue date: 2017-08-04 / DELL / The general objective of this work was to define and evaluate a programming language to stimulate orientation and mobility (O&M) skills by people with visual impairment (VI). It is believed that by using a programming language to guide a robot in a virtual setting, the person with VI can better understand O&M skills. In this sense, it was definedthe programming language, which was called GoDonnie, and was based on the Logo language.
A GoDonnie is run in a programming environment called Donnie, which provides
soundbacks about running the robot. In addition, it has a 2D graphic simulator with a virtual robot, in which one can visualize the execution of the language commands, that is, the virtual robot sedeslocando in the scenario. This simulator allows the use by people with low vision, as well as serve as a resource to better visualize how the person who is blind is interacting with the robot in the environment. A GoDonnie has been evaluated to verify its usability. Evaluations were carried out which included visually impaired people and teachers of programming, without visual impairment. The results pointed out that GoDonnie has good usability, as well as helps the evelopment of O&M. / O objetivo geral desse trabalho foi definir e avaliar uma linguagem de programa??o para estimular as habilidades de orienta??o e mobilidade (O&M) por pessoas com defici?ncia visual. Acredita-se que ao utilizar uma linguagem de programa??o para guiar um rob? em um cen?rio virtual, a pessoa com defici?ncia visual (DV) possa melhor compreender habilidades de O&M. Neste sentido, foi definida a linguagem de programa??o, que foi denominada GoDonnie, e foi baseada na linguagem Logo. A GoDonnie ? executada em um ambiente de programa??o chamado Donnie, que fornece feedbacks sonoros sobre a execu??o do rob?. Al?m disso, possui um simulador gr?fico 2D com um rob? virtual, no
qual se pode visualizar a execu??o dos comandos da linguagem, ou seja, o rob? virtual se deslocando no cen?rio. Esse simulador permite o uso por pessoas com baixa vis?o, al?m de servir como recurso para melhor visualizar como a pessoa que ? cega est? interagindo com o rob? no ambiente. A GoDonnie foi avaliada para verificar a sua usabilidade. Foram realizadas avalia??es que inclu?ram pessoas com defici?ncia visual e professores de programa??o, sem defici?ncia visual. Os resultados apontaram que a GoDonnie possui uma boa usabilidade, assim como auxilia o desenvolvimento de O&M.
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