Nos últimos anos a área de robótica vem tendo um avanço considerável e muitas pesquisas têm voltado seus esforços no que se refere à robótica móvel. Robôs móveis buscam autonomia para tomar decisões e se orientar em ambientes estáticos e dinâmicos, sendo capazes de ultrapassar obstáculos.
O laboratório de robótica móvel do instituto de sistemas e robótica de Coimbra, em Portugal, está desenvolvendo um projeto de robôs cooperantes para patrulha de edifícios. O projeto deverá ser capaz de construir um mapa da área a ser patrulhada, dividindo o território entre os robôs disponíveis e detectando objetos e pessoas estranhas no ambiente. Para isso serão utilizados robôs Scout da Nomadics com cinemática diferencial, dotado de comunicação sem fio, odometria, sonares, visão estéreo, e eventualmente, um laser scanner (ROCHA, 2006).
Existem também grandes empresas investindo nessa área, como a empresa norte americana VersaLogic, que lançou um robô destinado a substituir guardas humanos nas rondas em edifícios,
empresas e áreas de segurança em geral. O PatrolBot, como foi batizado, tem um processador Pentium III, instalado numa placa do tipo single board computer, onde todos os componentes ficam instalados em uma única placa. Ele também possui um sistema de navegação completo, incluindo sensores laser, sonar, encoders nos eixos, sensores de colisão e sistemas de correção giroscópicos. É capaz de criar em sua memória um mapa completo da sua área de atuação, e com a utilização dos sensores ele sabe exatamente sua posição, o que permite que o mesmo se desloque com precisão de um ponto a outro dentro do seu território. O PatrolBot utiliza o sistema operacional Linux, o que o torna capaz de se comunicar através de rede sem fio, enviando imagens e sons para qualquer computador da rede e tem um custo aproximado de U$ 30.000,00 (ROBÔ PATRULHEIRO, 2003).
A empresa japonesa Sogo Securities Service, também lançou, no final de novembro de 2006, um robô de guarda, desenvolvido para patrulhar o interior de edifícios, além de guiar visitantes através de um monitor de cristal líquido montado em seu corpo. O Guardrobo D1, como foi chamado, foi demonstrado num centro comercial de Tóquio e chamou a atenção das crianças.
Comandado por controle remoto, ele custa pouco mais de R$ 7.150,00 por mês (ROBÔ, 2006).
Durante a copa do mundo na Alemanha, também foram utilizados vários robôs para fazer a segurança das ruas e dos estádios. Os “Ofro”, como foram chamados, fabricados pela Berlinense Robowatch Tecnologies, são capazes de avançar por terrenos difíceis, subir escadas e detectar armas, explosivos e pessoas. Ele pode identificar agentes químicos ou biológicos e movimento de suspeitos num raio de 30 metros. A empresa possui pedidos de exemplares do Ofro em várias partes do mundo (sendo alguns deles para fins militares) e seu custo varia entre 55.000,00 a 85.000,00 euros (ROBÔ, 2006).
Uma tecnologia que tem sido utilizada em robôs móveis para a sua orientação é a combinação da informação azimutal absoluta com a odométria relativa, o que permite se locomover por um determinado local e retornar ao ponto de partida com uma precisão considerável e um baixo custo. Um exemplo disso é o robô Bulldozer IV, desenvolvido em conjunto por três universidades e foi o campeão do concurso micro ratos 2001, em que o robô teve que percorrer um labirinto desconhecido e regressar ao ponto de partida, executando esta tarefa por duas vezes num percurso de 25 metros e voltando a primeira posição, parando a menos de 25 centímetros do ponto inicial (SANTOS; SILVA; ALMEIDA, 2002).
Para a percepção da localização de robôs autônomos, uma das soluções mais fáceis é a utilização de GPS (Sistema de Posicionamento Global), através do qual se pode obter a posição absoluta do robô em relação à Terra. Entretanto, atualmente, o mesmo apresenta uma variação de cerca de 5 metros, sendo necessários receptores diferenciados para transformar esta diferença em
alguns centímetros. Infelizmente esses receptores são, em sua maioria, muito volumosos e caros. A bússola digital, por outro lado, é uma alternativa mais acessível, mas, contudo, ela por si só não permite a realização de um sistema de orientação, pois apenas fornece informações azimutais e apresenta suscetibilidade a interferências externas. Para a realização deste sistema de orientação é necessário a utilização da odometria, que consiste na medição da distância relativa percorrida e é normalmente efetuada com codificadores rotativos (encoders). Esses sistemas de odometria têm como característica um erro cumulativo, principalmente em dispositivos ligados às rodas (SANTOS; SILVA; ALMEIDA, 2002).
Outra solução que vem sendo utilizada por pesquisadores é a utilização de um sistema de visão computacional, que consiste em uma câmera digital que capta imagens do ambiente e envia para um computador que as analisa, retornando a posição do robô e de outros objetos estranhos ao ambiente através de rádio-freqüência. A FURB (HUBNER, 2003), UFPR (KAICK, 2003) e a USP (BIANCHI; REALI-COSTA, 2000), desenvolveram projetos utilizando esta tecnologia para criar um time de futebol de robôs para participar de competições nesta categoria, sendo utilizado um kit de robótica Lego para a construção do robô utilizado pela FURB.
Pode-se também utilizar sonares de ultra-som para a movimentação de robôs. Com ele é possível criar um mapa virtual do local de atuação do robô encontrando obstáculos a serem transpostos. O sensor pode ter sua profundidade máxima determinada pela posição em que ele é montado, sendo que o som se dispersa em formato de cone com abertura de 30º e, caso seja montado numa altura relativamente baixa, (menor que 2,5m) ele irá sofrer uma reflexão do chão, alterando a profundidade máxima a ser obtida pelo sensor. Este método é um tanto falho devido à imprecisão inerente no uso de sonares para detecção de obstáculos, mas é uma boa alternativa para ser utilizado de maneira híbrida com outros sensores (OTTONI; LAGES, 2003).
3 DESENVOLVIMENTO
Neste capítulo é apresentado o projeto e a implementação do sistema. O projeto contém uma descrição da análise de requisitos, suas especificações e a modelagem do sistema, e na implementação são apresentados os aspectos referentes à materialização e validação do sistema.
A modelagem foi feita utilizando a UML, que é uma linguagem de modelagem padronizada para engenharia de sistemas orientados a objeto e que possibilita um melhor entendimento de suas funções através de diagramas. Nas próximas seções serão apresentados os requisitos funcionais, as especificações e os diagramas que representam este projeto.