Plataforma para experimentação de sistemas com múltiplos robôs em ambientes industriais

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Limeira, Marcelo Aurélio
• Orientador(a): Oliveira, Andre Schneider de
• Banca de defesa: Oliveira, Andre Schneider de , Spinosa, Eduardo Jaques , Fabro, João Alberto
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná; Curitiba
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Robôs móveis - Controle automático; Inteligência coletiva; Internet das coisas; Inteligência artificial; Pesquisa operacional - Processamento de dados; Realidade aumentada; Arena (Programa de computador); Robótica; Mobile robots - Automatic control; Swarm intelligence; Internet of things; Artificial intelligence; Operations research - Data processing; Augmented reality; Arena (Computer file); Robotics
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
• Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/5102

Os sistemas com múltiplos robôs (MRS - Multi-Robot Systems) têm sido aplicados no setor industrial de forma extremamente eficaz, sobretudo em armazéns inteligentes, aumentando a eficiência e reduzindo os custos de operação. Grande parte dos projetos desenvolvidos nessa área são validados apenas em simuladores virtuais, dificultando consideravelmente a implementação destes sistemas em aplicações reais, devido à sua incapacidade de reproduzir de forma fiel todas as variáveis presentes no mundo real. Por outro lado, desenvolver uma estrutura totalmente real que reúna as condições necessárias para o desenvolvimento destes sistemas, poderia ser inviável tanto técnica quanto financeiramente. Este trabalho apresenta um ambiente para experimentação de comportamentos avançados em armazéns inteligentes, permitindo a experimentação de sistemas com múltiplos robôs (MRS), interconectados, cooperativos e interagindo com elementos virtuais. O conceito de ARENA introduz uma nova abordagem para experimentação realista e imersiva em ambientes industriais, com o objetivo de avaliar novas tecnologias alinhadas com a Indústria 4.0. O método proposto consiste na reprodução de um armazém em escala reduzida, inspirado em um cenário real, gerenciado por um grupo de empilhadeiras autônomas, interconectadas, incorporadas por um enxame de micro robôs compatível com a arquitetura ROS (Robot Operating System). A realidade aumentada (AR - Augmented Reality) é empregada para aprimorar os recursos destes robôs, permitindo que eles apresentem características inviabilizadas pelo seu tamanho, como a movimentação de mercadorias e a adoção de determinados sensores. Outra aplicação da AR é na inserção de recursos que auxiliam na realização dos experimentos, como: a marcação do trajeto percorrido, divisão de áreas por cores e a marcação de posições específicas. Sensores de distância (LRF - Laser Range Finders) virtuais são especialmente projetados a partir de informações de uma câmera RGB-D global, posicionada sobre o ambiente, para melhorar a percepção do robô, permitindo detectar obstáculos e mapear o ambiente. Todas essas características conferem às soluções desenvolvidas através dessa plataforma um nível de desenvolvimento muito próximo ao nível necessário para a efetiva aplicação prática.