O documento discute a detecção de odores por robôs, incluindo algoritmos desenvolvidos para navegação baseada em sinais de odor e simulações realizadas. Os resultados indicaram que um algoritmo com uma estratégia de busca em espiral permitiu que o robô encontrasse a origem do odor em menos tempo do que sem essa estratégia.

2. Sentidos do sabor e do odor
•…As células receptoras olfativas individuais,
respondem a mais de uma substância, a pesar de
que cada célula pode ser excitada de forma ótima
por um dado odor.
•…é provável que a informação olfativa esteja
codificada, de forma que cabe ao cérebro sua
interpretação ...
[Pocock G, Richards C.D. Fisiología Humana]
Partículas de odor

3. O homem pode
reconhecer em
torno de
10 000 odores
diferentes
O olfato canino
costuma ser até
1 milhão de vezes
mais sensível que
o homem
O salmão utiliza
seu olfato para
identificar o
caminho de volta
a casa
Percepção do odor

4. Detecção de incêndios;
Detecção de drogas e
narcóticos (aeroportos);
Detecção de Explosivos;
Detecção de pessoas (situações
de catástrofes);
Diagnósticos médicos;
Biometria ‘smellprint’ ‘odorprint’.
Aplicações dos narizes eletrônicos

5. Nariz eletrônica EEI JPL
CyraNOSE 320
Aplicações dos narizes eletrônicos
Estação Espacial Internacional:
Detecção de Amônia

6. Por que a Robótica?
Treinamento e reprodução;
Aceso a lugares de difícil aceso;
Exposição a ambientes tóxicos;
Chernobyl Robô bombeiro 11 de Setembro
Robôs conseguem olhar e ouvir.

7. Linhas de pesquisa
Experimentos
Algoritmos de
detecção de odor
Sensores e
condicionadores
Plataforma de
robótica móvil

8. Desafios
Necesidade de adquirir grande quantidade de
informações do ambiente;
As concentrações a determinar são cada vez
menores (maior exatidão e precisão nas medidas);
Se requer pequenos tempos de resposta;
Baixo custo;
Medidas in-situ;
Integração de todo o processo (sensoriamento,
condicionamento, processamento).

9. Plataforma desenvolvida
• Sensores de gás TGS 2620 (Figaro)
• Condicionador: divisor de tensão
• Processador: ATMega16
• Kit de motores com controlador
• Software Labview (VI)

10. Software
• Pesquisa por comportamentos
biológicos
• Desenvolvimento de algoritmos de
navegação baseada em sinais de odor
• Simulações
• Análise de desempenho de diferentes
algoritmos

11. Ambiente de simulação
• Interface em Matlab
• Bibliotecas de funções
• Base de dados CFD
• Banco de imagens
• Visualização gráfica

12. Algoritmos desenvolvidos
Fase 1
Busca inicial por
sinais de odor
Fase 2
Posicionamento no
interior da nuvem
Fase 3
Navegação na nuvem
Fase 4
Espiral de busca por
sinais de odor
• Fases do funcionamento do algoritmo:

13. Navegação em Espiral
• Busca pela nuvem de gás
• Comportamento biológico
• Independente ao uso de sensores

14. Resultados
• Algoritmo sem espiral
• Nuvem variável
• Pontos de partida A, B, C e D
• Leituras de até a meta:
120 104 150 400

15. Resultados
• Algoritmo com espiral
• Nuvem estática
• Pontos de partida A, B, C e D
• Leituras de até a meta:
39 93 152 31

16. Resultados
• Autonomia em situações com nuvem
de gás estática
• Busca da nuvem após perda de sinal
• Chegada à origem do gás em tempo
menor

17. Trabalhos Futuros
• Implementação dos algoritmos na
plataforma ANDALE’S
• Adição de sensores de fluxo de ar ao
sistema

18. Conclusões
A detecção de odor está gerando um crescente interesse
na comunidade acadêmica e diversas são as aplicações e
as implicações sociais dessa problemática.
O objetivo almejado nesta pesquisa é o de contribuir no
desenvolvimento de robôs equipados com a habilidade de
detectar e localizar odores, permitindo entender melhor os
mecanismos biológicos presentes nos animais, de modo a
poder substituí-los, auxiliando o homem nessas tarefas.