Investigação e desenvolvimento de uma plataforma robótica móvel de suspensão passiva

• Ano de defesa: 2013
• Autor(a) principal: Cruz, Thiago Alberto Cabral da
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: algoritmos genéticos; genetic algorithm; intelligent mobile robots; projeto simultâneo; robôs móveis Inteligentes; simultaneous project
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18149/tde-08052024-170835/

O presente trabalho tem por objetivo o desenvolvimento de uma plataforma robótica móvel de suspensão passiva, livre para a reprodução, bem como sua confecção, destinada à busca por objetos de interesse, tanto em ambientes desestruturados e dinâmicos quanto em locais estruturados. Para tais tarefas há a necessidade do robô possuir mecanismos que o permitam superar percalços como escadas, buracos ou formações rochosas. Além da aptidão para a navegação nos mais diversos ambientes. Tal plataforma deve possuir estrutura física que a possibilite levar os equipamentos necessários para a realização da tarefa objeto de interesse; tais como sensores laser, câmeras, manipuladores e etc. Usualmente, em robôs que são capazes de navegar nos mais diversos ambientes, são empregados mecanismos baseados em pernas ou esteiras. Tais abordagens possuem alguns empecilhos, como a baixa eficiência energética ou o complexo controle. Como alternativa a tais abordagens, é proposta uma morfologia mecânica baseada em dois robôs de duas rodas, unidos através de duas juntas universais e uma barra, para assim formar um robô de quatro rodas tracionantes e suspensão passiva. Como tais unidades robóticas possuem sistemas de tração diferencial o controle de mobilidade torna-se simples. Porém, devido às juntas universais, aos diferentes planos instantâneos de deslocamento entre as unidades robóticas e à robustez necessária para a navegação em ambientes desestruturados, o controle de cooperação entre as duas unidades não é trivial. Para se resolver tal tarefa, empregou-se o uso de um controlador baseado em algoritmos genéticos. Esta abordagem trata as unidades de forma independente, como dois robôs diferentes. O robô mestre sabe para onde e como deve ir, já o robô escravo, controlado através do algoritmo genético, deve cooperar de forma eficiente para que o mestre atinja seu objetivo. Tal controlador, por realizar poucas operações aritméticas e apenas algumas leituras periódicas de seis sensores proprioceptivos, pôde ser embarcado em um microcontrolador de reduzido consumo energético e custo. Isto proporciona uma maior autonomia energética, bem como uma maior facilidade para a construção de tal plataforma, uma vez que os custos financeiros são reduzidos