Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T00:46:20Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T21:36:29Z : No. of bitstreams: 1 138052.pdf: 3385509 bytes, checksum: 8a01880c22fb1f94d85fb21902e95f63 (MD5)

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T13:12:31Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T19:15:03Z : No. of bitstreams: 1 161842.pdf: 2533717 bytes, checksum: 38ee12f3e5e48ecea4ee3f503e851725 (MD5) / A maior parte dos robôs industriais é empregada em tarefas nas quais o efetuador final não tem contato com o meio. Neste caso o robô necessita ser dotado apenas de um controlador que permita o posicionamento e a orientação do efetuador final de acordo com a exigência da operação. Seu controle é denominado de posição. Quando ha contato com o meio existem forças e momentos atuando no efetuador e no meio. Neste caso, além da posição, é preciso controlar essas forças e momentos de interação. Neste trabalho apresenta-se um estudo de leis de controle de força aplicadas a robôs manipuladores e objetiva comprovar experimentalmente uma técnica de controle simultâneo de força e posição em um robô de porte industrial. Realiza-se um estudo e uma análise sobre as principais técnicas de controle de força aplicadas a robôs manipuladores. Como aplicação, é implementado um algoritmo de controle simultâneo de força e posição, baseado em informações da força de interação do robô com o meio. Este algoritmo é empregado para o seguimento de contornos irregulares pelo efetuador final do robô. A aplicação experimental é realizada em um robô de configuração SCARA, dotado de um sensor de força. O desempenho do controlador é avaliado a partir de dados numéricos obtidos nos experimentos. Os resultados experimentais comprovam a eficiência na utilização da técnica de controle simultâneo de força e posição.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, Florianópolis, 2009 / Made available in DSpace on 2012-10-24T15:55:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 270269.pdf: 5421597 bytes, checksum: 99aef87899098d7d749cbe4d2ccddd63 (MD5) / O objetivo deste trabalho é desenvolver uma plataforma robótica móvel com sistema de visão estereoscópica embarcado. Para tanto, são avaliadas as diversas opções existentes no mercado de robótica móvel, optando-se por projetar e implementar toda a plataforma, obtendo assim uma maior flexibilidade no rojeto. Esta flexibilidade permitiu a integração de sensores modernos de realimentação externa, como a bússola eletrônica, acelerômetros e sistema de visão monocular e estereoscópica. Foram implementados algoritmos para as funcionalidades básicas da plataforma, como o controle dos motores, navegação, mapeamento e localização, além de pesquisar-se mais profundamente a utilização de sistemas de visão monocular e estereoscópica para medição de perfis de distância. Foi também implementado o reconhecimento de objetos sintéticos para auxiliar a localização da plataforma. Como resultado, obteve-se uma plataforma completa e funcional, sobre a qual podem ser realizados testes variados sobre os tópicos que envolvem a robótica móvel e sistemas de visão embarcados. / The purpose of this work is to develop a mobile robot platform with an embedded stereo vision system. In order to accomplish this, some of the available mobile robot platforms are evaluated, finally choosing the development of a whole new platform, with the main advantage of design flexibility. This flexibility allows the integration of modern sensor systems (including external feedback), such as electronic compass, accelerometers and stereo/mono vision systems. All the required algorithms for the basic functionalities were implemented, such as the motor control system, navigation, mapping and localization, and this work goes further into the issue of monocular and stereo vision for distance profile measurement. A system for localization using synthetic objects was implemented, too. The final result is a practical platform, over which it is possible to complete tests and researches about the several topics of mobile robots and embedded vision systems.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T06:36:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 278409.pdf: 7563673 bytes, checksum: e15c39ba72bcfd2cfe832f027abb56c7 (MD5) / Este trabalho propõe uma arquitetura de controle inteligente para navegação de robôs móveis que foi resultante de uma série de construções prévias cuja evolução é descrita. A fim de prover maior flexibilidade e um menor custo computacional ao modelo de navegação proposto, foram estudadas técnicas de Inteligência Artificial, tais como, Redes Neurais Artificiais e Aprendizagem por Reforço, com o foco na questão do aprendizado em tempo de operação para ambos os níveis da arquitetura. A arquitetura final integra de maneira eficiente os níveis deliberativo e reativo, dispondo de um método de aprendizado adaptativo de mapa topológico no nível mais alto, suportado por um processo de aprendizado de mapeamento percepção ação no nível mais baixo. As implementações e resultados das simulações mostram o desenvolvimento progressivo do sistema de navegação proposto,capaz de prover a um robô móvel, com limitados recursos de sensores, memória e processamento, a habilidade de executar tarefas de navegação em labirintos do tipo T desconhecidos e modificáveis durante seu tempo de operação. Uma outra contribuição deste trabalho refere-se a uma nova descrição proposta para o dilema conhecido como "exploration versus exploitation", no contexto da integração entre os níveis reativo e deliberativo e como medida de desempenho.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Gestão do Conhecimento, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-25T16:55:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 297746.pdf: 2260789 bytes, checksum: 149095a7bcbbf296b40f924fc3476f0f (MD5) / Este trabalho trata da recuperação e interpretação de informações, visando a produção de conhecimento avaliativo e compondo um registro acadêmico, em formato de dissertação de mestrado, sobre um programa educacional para tecnologia. O processo estudado é o resultado aplicado do desenvolvimento de um projeto educativo, demandado por instituição nacional e executado numa fase que antecedeu ao processo de pesquisa. De maneira sistemática, confirmou-se evidências do desenvolvimento dos estudantes da faixa etária entre 10 e 12 anos, com relação à fluência tecnológica e a outras competências associadas. Anteriormente, essas evidências foram percebidas de maneira subjetiva, diante dos resultados positivos alcançados. Portanto, apresenta-se aqui a descrição do Programa Educacional estudado, identificando-o em seu contexto sociopolítico e ressaltando suas características técnico-tecnológicas e técnico-pedagógicas. Primeiramente, há a indicação das relações estabelecidas entre as recomendações das organizações internacionais e as ações das organizações nacionais, que instruíram a execução do Programa. A recuperação de dados e informações foi realizada no conjunto dos textos linguísticos produzidos pelos estudantes nos seus blogs individuais, hospedados no site do Programa. A produção desses textos compôs parte do processo pedagógico. Assim, partir do material pesquisado, a interpretação das informações e a produção de conhecimento foram realizadas sob a abordagem fenomenológica, de acordo com sua variante denominada "Método de Giorgi". Conceitos e expressões como "fluência tecnológica"; "conhecimento" e "programa educacional" filiam este trabalho a temáticas de Engenharia, Mídia e Gestão do Conhecimento. O conhecimento avaliativo aqui produzido confirma o desenvolvimento da fluência tecnológica dos estudantes e indica o progresso de outras competências associadas, tais como: resolução de problemas, capacidade de trabalhar em grupo, manutenção do clima criativo. Verificou-se a indicação desses aspectos positivos nos textos dos estudantes, caracterizando a efetividade pedagógica do Programa Educacional em estudo, para o aprimoramento humano e tecnológico dos estudantes.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-25T20:22:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 297777.pdf: 26611089 bytes, checksum: 5c77891ed6aa3e2638cf0def1f8c5fee (MD5) / A utilização de robôs na indústria vem aumentado devido as exigências como qualidade do produto, custo, agilidade de produção, entre outros, provocado pela competitividade entre as empresa. As indústrias têm investido em robôs buscando satisfazer tais exigências e seu chão de fábrica é composto por inúmeros robôs, e dependendo da aplicação é interessante fazer com que esses robôs realizem tarefas de forma cooperativa. Um Sistema Robótico Cooperativo (SRC) é um sistema composto por vários robôs que auxiliam ou colaboram na realização de uma ou mais tarefas simultaneamente. A programação desses robôs para atuarem de forma cooperativa na realização de tarefas é complexa, pois existe uma relação de dependência entre eles. Neste trabalho é criada uma sistemática para a modelagem e programação cinemática de SRC. A sistemática é generalizada para trabalhar com um número arbitrário de robôs, sendo independente do número e tipo de juntas e focada na especificação das várias tarefas. Para implementar a sistemática foram definidos três ambientes para a programação robótica de SRC: a estrutura robótica, o ambiente da tarefa e a cinemática diferencial. Esses ambientes estabelecem os modelos dos objetos envolvidos: robôs e tarefas. Uma formalização matemática é apresentada demonstrando que o crescimento do SRC é estruturado, conforme são adicionados novos robôs ao sistema. Esta formalização matemática permite introduzir no SRC as características adicionais como o controle do erro de integração, evitamento de colisão e deslocamentos relativos das bases dos robôs com o sistema de coordenadas fixo. Por fim, são apresentados os casos de estudos analisando a sistemática desenvolvida para SRCs. Em um dos casos é destacada a programação de um SRC composto pelos robôs XR-4 e Scara da fabricante Rhino, nesse sistema são realizadas três abordagens diferentes para a execução da tarefa e os resultados das simulações são implementados nos robôs. Em um outro caso é apresentado o sistema composto por quatro robôs e especificadas as tarefas. A partir desse cenário são feitas alterações nos parâmetros e analisado o impacto que elas provocam no desempenho do sistema. Para mostrar a flexibilidade da sistemática da modelagem, é também realizada uma nova simulação em que um dos robôs tem a base móvel.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica / Made available in DSpace on 2012-10-22T20:44:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 228569.pdf: 3348845 bytes, checksum: e8d3db834b5755f6ee45f9cc04b6fd20 (MD5) / Este documento apresenta a cinemática diferencial de sistemas veículo-manipulador submarinos (SVMS), onde a modelagem cinemática destes sistemas é realizada utilizando o método de Davies de forma sistemática. A partir desta modelagem, propõe-se a solução da redundância do SVMS utilizando o método das restrições cinemáticas. Este método pode cancelar o movimento do veículo e simultaneamente, reorientar o mesmo na direção da corrente submarina por economia energética. Todavia, este método limita o espaço de trabalho apenas ao movimento do manipulador. Isto pode acarretar em posturas singulares quando o movimento deste manipulador não for suficiente para executar a dada tarefa. Neste sentido, propõe-se que o veículo mova-se de acordo com um índice de desempenho de forma a evitar que tais posturas ocorram e que permaneça parado quando este índice encontra-se afastado da singularidade. Para tanto, apresenta-se duas técnicas de inteligência artificial (IA) para incorporar conhecimento ao movimento do veículo. Por fim, quando apenas o movimento do veículo não for eficiente para evitar singularidades, as técnicas de IA são complementadas através de uma abordagem baseada na teoria de sistemas híbridos.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação. / Made available in DSpace on 2012-10-22T21:54:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 235234.pdf: 640855 bytes, checksum: 5d1a26bf07f47528c353630615f7a265 (MD5) / Este trabalho apresenta uma abordagem teórica e prática da aplicação de conceitos de uma classe específica de redes neurais, formadas por neurônios com potencial de ação, na área do aprendizado de sistemas robóticos. Adaptou-se o modelo de Redes Neurais Hierárquicas Orientadas a Objetos (Hi-NOON) para um dispositivo robótico simples. A fim de validar estas adaptações implementou-se alguns circuitos neurais em um robô LEGO onde algumas formas de aprendizado em tempo de operação foram observadas. Os resultados obtidos e a discussão associada descrevem graficamente os relacionamentos entre neurônios e sinapses, bem como as alterações dos estados internos dos neurônios como efeito dos estímulos do aprendizado.

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-24T08:48:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 266557.pdf: 24586083 bytes, checksum: 90ae506770a96d7cca8e7b1b0cd0fc52 (MD5) / O presente trabalho contribui para o desenvolvimento e construção de um robô móvel com rodas. A partir de trabalhos teóricos sobre controladores para robôs móveis com rodas, esta dissertação deriva as características necessárias em uma plataforma para desenvolvimento de testes práticos destes. Apresentam-se todas as decisões tomadas no projeto, relacionadas aos aspectos de hardware e firmware. O projeto mecânico define o leiaute e as características de atuação. Todas as peças são especificadas e cálculos de verificação da plataforma são apresentados. O projeto eletrônico proposto define os sensores, dispositivos e circuitos integrados que compõe a plataforma e proporciona uma solução para interligação destes componentes. Finalizando o trabalho a modelagem do sistema apresenta-se como suplemento ao objetivo do trabalho.

[pt] Um novo conceito de manipulador esta sendo estudado com o intuito de realizar tarefas inviáveis para manipuladores tradicionais. Este modelo de manipulador se baseia em manipuladores contínuos. Eles apresentam uma estrutura similar a uma coluna vertebral, são altamente modulares, leves, podem ser atuados remotamente e possuem alto índice de adaptabilidade com o ambiente. Este tipo de manipulador apresenta características interessantes para utilização em diversos tipos de tarefas, principalmente em inspeções em locais com muitos obstáculos e ambientes inóspitos para os seres humanos. Esta dissertação apresenta o desenvolvimento de um protótipo de manipulador contínuo atuado remotamente por tendões. Ele possui estrutura modular formado por vértebras ligadas serialmente. Inicialmente projetado através de ferramentas computacionais para em seguida ser construído fisicamente. São apresentados estudos cinemáticos e simulações com comparações entre a parte teórica e experimental. Por fim, é desenvolvida uma situação para simular a atuação do manipulador em uma tarefa real. / [en] A new concept of robotic manipulator is studied to perform tasks not viable for traditional manipulators. This new model is based on a continuum manipulator. It has a structure similar to a backbone, it is highly modular, lightweight, it can be remotely actuated, and it has a high level of adaptability to the environment. This type of manipulator has interesting features for uses in various types of tasks, especially in inspections in places with many obstacles and inhospitable to humans. This thesis presents the development of a remote tendon drive robotic continuum manipulator prototype. It has a modular structure composed of serially connected vertebrae. It is initially designed by computational tools, and then physically built. Kinematic studies and simulations are presented with comparisons between theoretical and experimental results. Finally, a situation is presented to simulate the performance of the manipulator in a real task.