Introdução à Robótica / Visão Geral / Tendências

Prof.
Dr.
Eng.
Fernando
Passold

VI Semana Acadêmica/Curso de Física –
UPF (26/10/2011)
fpassold@upf.br

quarta-feira, 26 de outubro de 11 1

Avanços na área de Robótica Industrial & Robótica Móvel

Prof.
Dr.
Eng.
Fernando
Passold

VI Semana Acadêmica/Curso de Física –
UPF (26/10/2011)
fpassold@upf.br



Prof.
Dr.
Eng.
Fernando
Passold

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Tendência Atual:
• Robôs Manipuladores mais rápidos e
leves;
• Colônias de Robôs (usando nano-
robôs);
• Uso com Etiquetas RFID
• Uso em Sensoriamento Remoto
• Uso de Métodos de Otimização
• Inclusão de Algoritmos de
Aprendizado
• Uso de Processamento de Imagens


Prof.
Dr.
Eng.
Fernando
Passold

fpassold@upf.br


Seguem

ALGUMAS
DEFINIÇÕES...

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Deﬁnições

Origem da palavra “robot”:
La palabra "robot" viene de la obra de Karel
Capek, RUR (Rossum's Universal Robots),
escrito en 1920, en la lengua checa y estrenada
1921. En la obra, la palabra se refiere a las
formas de vida creadas artificialmente. Robots
con nombre en la obra son: Mario, Sila; Radio;
Primus y Helena. Los robots de Capek son
máquinas biológicas que se ensamblan, en
contraposición a crecido o nacido

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Deﬁnições

1954:
Programmed
ArBcle
Transfer

A palavra “robot”:

George
Charles
Devol,
Jr.
foi
o
inventor
La palabra "robot" viene de la obra de Karel

do
primeiro
robô
industrial,
chamado
Capek, RUR (Rossum's Universal Robots),

Unimate
(Universal
AutomaBon
).
Ele

escrito en 1920, en la lengua checa y estrenada
fundou
a
primeira
fábrica
de
robôs:
UnimaBon
robot.

1921. En la obra, la palabra se refiere a las
formas de vida creadas artificialmente. Robots Era
uu
robô
de
manipulação
de
materiais
e
logo
foi

con nombre en la obra son: Mario, Sila; Radio; seguido
pelos
robôs
de
solda
e
outras
aplicações.

Primus y Helena. Los robots de Capek son
máquinas biológicas que se ensamblan, en
contraposición a crecido o nacido

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Tipos
de
Robôs:
• Manipulador

• Móvel
manipulado
(ou
teleguiado)
• Móvel
autônomo

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Robôs

Manipuladores

Primeiros

Passos

1978: PUMA (Programmable Universal
Machine for Assembly)

Em 1975, A Unimation mostrou seus
primeiros resultados. Em 1978, o
robô PUMA (Programmable Universal
Machine para la Asamblea General) foi
desenvolvido pela Unimation de
Vicarm (Víctor Scheinman) com apoio
da General Motors.

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Robôs Manipuladores
(Industriais):
Principal “cliente”:
Indústria Automotiva

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fpassold@upf.br 9


TIPOS DE ROBÔS MANIPULADORES fpassold@upf.br 9


Parallel
kinemaBc
machine: KUKA
light
weight
robot
arm:
7
d.o.f.

Acelerações
até
10G! relação
peso
x
capacidade
de
carga:
1:1
(antes,
`pico:
4:1,
3:1)

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Parallel
kinemaBc
machine: KUKA
light
weight
robot
arm:
7
d.o.f.

Acelerações
até
10G! relação
peso
x
capacidade
de
carga:
1:1
(antes,
`pico:
4:1,
3:1)

TIPOS DE ROBÔS MANIPULADORES: TENDÊNCIAS
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Robôs
Manipuladores
• 90% Industria automotora. • => 92% Controle de Posição
Montagem chasis de carros;
Soldas;
Pintura;
Cortes;
Paletização.

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Robôs
Manipuladores
• 90% Industria automotora. • => 92% Controle de Posição
Montagem chasis de carros;
Soldas;
Pintura;
Cortes;
Paletização.

8%

92%

Posição
Força
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Robôs
Manipuladores
Força Posição

90%
Controle
de
Posição.

8%
Equipados
com
sensor
de
força.

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Robôs
Manipuladores
Força Posição

8%

92%

90%
Controle
de
Posição.

8%
Equipados
com
sensor
de
força.

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Robô
Manipulador
• Tendência atual:
– Robôs flexíveis;
– rápidos;
– leves;
– programado por demonstração
(capacidade de aprendizado –
requer sensor de força).
– alguns com sensor de força
(bastante caro $$$)

Testes realizados durante tese doutorado —> Controle
de Força no eixo Z (robô compensando para 200 gr de
pressão / 200 N): “Controle Neural de Posição e Força
em Manipuladores Robóticos”, Fernando Passold, Dr.Eng.
Thessis, DAS/UFSC (2004). Video: http://
usuarios.upf.br/~fpassold/SCARA/index.html
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Robôs
Manipuladores
Controle
de
Força
(Recente,
industrialmente
>
2007)

Robô cujo efetuador final é uma ferramenta
abrasiva no formato de bola

Polimento de molde de garrafa PET

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Robôs
Manipuladores
Controle
de
Força
(Recente,
industrialmente
>
2007)



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Robôs
Manipuladores
Controle
de
Força
(Recente,
industrialmente
>
2007)



fpassold@upf.br 16


Robôs
Manipuladores
Controle
de
Força
(Recente,
industrialmente
>
2007)


Diagrama em blocos do sistema de controle de posição/força.

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Robôs
Manipuladores
Controle
de
Força
(Recente,
industrialmente
>
2007)


Resultado do Polimento de molde de garrafa PET

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Robôs
Manipuladores
Controle
de
Força
(Recente,
industrialmente
>
2007)


CAD/CAM-based position/force controller for a mold polishing robot,
Fusaomi Nagata a,*, Tetsuo Hase b, Zenku Haga b, Masaaki Omoto b, Keigo Watanabe c,
fpassold@upf.br 18
Mechatronics 17 (2007) 207–216.

Robôs
Manipuladores
Controle
de
Força
(Recente,
industrialmente
>
2007)


Respostas do sistema.
CAD/CAM-based position/force controller for a mold polishing robot,
Fusaomi Nagata a,*, Tetsuo Hase b, Zenku Haga b, Masaaki Omoto b, Keigo Watanabe c,
fpassold@upf.br 18
Mechatronics 17 (2007) 207–216.

Robô
Manipulador
• Tendência atual:
– Robôs flexíveis;
– Cadeia Cinemática Paralela;
– Rápidos;
– Leves;
– Programado por demonstração
(capacidade de aprendizado –
requer sensor de força).
– Alguns com sensor de força
(bastante caro $$$)

Outros
videos:
YouTube:
The
easy
way
of
programming
ABB
robots
(.mp4)
This
video
shows
a
lead
through
programming
and
automaBc
path
learning
method
based
on
the
Force
Control
Technology
(hkp://www.youtube.com/watch?
v=acJ3WDnoDCM)
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Robô

Manipulador

Tendências atuais:
Uso do sensor de força:
Tarefas de polimento;
Desbaste;
Inserção de peças

ATI Industrial Automation's Six-Axis Force/Torque Sensors are utilized in ABB's
RobotWare Assembly FC. RW Assembly FC adds sensor feedback to the robot's
positioning and allows the robot to search for the correct assembly position. Forces
and torques are measured by the sensor at the wrist of the robot giving it a tactile
sense of touch. ATI's Sensors and ABB's system makes it possible to automate tasks
which earlier required skilled personnel or complex assembly machines. Visit www.ati-
ia.com for more information.
YouTube: http://www.youtube.com/watch?v=4Ro6rQbePqE (07/04/2009)
fpassold@upf.br 20


Robô

Manipulador

Tendências Atuais:
Uso na Industria de Alimentos

ABB Robots installed by RG Luma are helping specialist food
company Honeytop to speed up its pancake production and
improve health, safety & hygiene. William Eid a director of
Honeytop comments "This is our first investment in robotics
technology and we have not experienced a single issue since
the installation 6 months ago"
YouTube: http://www.youtube.com/watch?
v=wg8YYuLLoM0&NR=1 (23/09/2009) fpassold@upf.br 21


Robô

Manipulador

Tendências Atuais:
Uso na Industria de Alimentos

Video Courtesy of Adept technology and via RobotBuzz –
This robot has broken the 300 cycle per minute barrier for a
Pick and Place robot.
YouTube: http://www.youtube.com/watch?v=u6KW8fIBjr8
(03/11/2009)

fpassold@upf.br 22


Robô
Manipulador

Tendências
Atuais:
Tarefas
CooperaBvas
(entre
robôs)

ABB
Robot
-‐
CinterMex
2005
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YouTube:
hkp://www.youtube.com/watch?v=R7jNOYjCDTY
(26/06/2006)

Robó8ca
Industrial:
Tendências
Pick-‐and-‐Place
+
visão
computacional

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Robôs
Móveis
Tele-‐operados

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Robôs
Móveis
Autônomos
Características:

• Mobilidade;
• Autonomia;
• Certa “inteligência”;
• Braço manipulador
(“garra”)?

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Robôs
Móveis
na
Industria

AGVs:

Automated
Guided
Vehicles

Combinação
braço
Mescla
navegação
autônoma
+

manipulador
+
plataforma
carga/descarga
manual
móvel.

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Tipos/Aplicações
Robôs
Móveis:
• Aquáticos; • Para busca e resgate;
• Aéreos; • Veículos inteligentes;
• Exploração Espacial; • En Medicina – integração em
• Uso em Agricultura e Eng. procedimentos cirúrgicos;
Florestal; • Em reabilitação e saúde;
• Uso em Construção Civil; • Domésticos (entretenimento)
• Uso em ambientes perigosos; • Fins Educativos.
• Em mineração

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Robôs
Móveis
Aquá8cos
Haga
clic
para
modiﬁcar
el
esBlo
de
texto
del

patrón

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Robôs
Móveis
Aéreos:
UAVs
...

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Robôs
(Móveis):
Exploração
Espacial
.

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Robôs
(Móveis):
Exploração
Espacial
.

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Robôs
(Móveis):

Uso
em
Eng.
Florestal
.

fpassold@upf.br 33


Robôs
(Móveis):
Construção
Civil

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Robôs
(Móveis):
em
Mineração

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Robôs:
Área
de
Reabilitação

(ﬁsioterapia)
.

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Robôs:
Área
de
Reabilitação

(ﬁsioterapia)

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Robôs
“Domés8cos”
Aspirador
de
pór:

Samsung
no
es
nueva
en
esto
de
crear

aspiradoras
raritas,
pero
el
úlBmo
diseño
de

la
compañía
espera
plantar
cara
a
nuestra

adorada
Roomba,
auténBco
peso
pesado
en

el
segmento
de
los
chupópteros

automaBzados.
La
Hauzen
VC-‐RE70V
equipa

en
su
atracBvo
chasis
exterior
una
cámara

con
la
que
puede
ver
lo
que
Bene
a
su

alrededor,
y
(aquí
viene
lo
bueno)
mapear

habitaciones
enteras
para
memorizar
su

propio
mapa
de
tu
apartamento.
Al
igual
que

la
Automower
(¿Benes
ya
la
tuya?)
este

cacharro
también
sabe
correr
directamente

a
su
base
cuando
toca
recargar
las
baterías,

por
lo
que
nunca
tendrás
que
preocuparte

de
comprar
pilas.
Una
excusa
menos
para

sacar
la
escoba
antes
de
que
venga
la
suegra.

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Robôs
“Domés8cos”
Aspirador
de
pór:

Samsung
no
es
nueva
en
esto
de
crear

aspiradoras
raritas,
pero
el
úlBmo
diseño
de

la
compañía
espera
plantar
cara
a
nuestra

adorada
Roomba,
auténBco
peso
pesado
en

el
segmento
de
los
chupópteros

automaBzados.
La
Hauzen
VC-‐RE70V
equipa

en
su
atracBvo
chasis
exterior
una
cámara

con
la
que
puede
ver
lo
que
Bene
a
su

alrededor,
y
(aquí
viene
lo
bueno)
mapear

habitaciones
enteras
para
memorizar
su

propio
mapa
de
tu
apartamento.
Al
igual
que

la
Automower
(¿Benes
ya
la
tuya?)
este

cacharro
también
sabe
correr
directamente

a
su
base
cuando
toca
recargar
las
baterías,

por
lo
que
nunca
tendrás
que
preocuparte

de
comprar
pilas.
Una
excusa
menos
para

sacar
la
escoba
antes
de
que
venga
la
suegra.

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Robôs
Móveis:
Outras
Tendências:

Robôs Modulares e
auto-reconfiguráveis.

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Robôs
Móveis:
Outras
Tendências:

Robôs Modulares e
auto-reconfiguráveis.

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Robôs
Móveis
Área
Acadêmica

> Estudo de algoritmos de
Localização e Mapeamento
Simultâneo (indoor, outdoor).

> Aprendizado de Máquina.

> Colônia de Robôs (comportamento
cooperativo, sinergia entre agentes
inteligentes: stigmetry).

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Robôs
Móveis
Área
Acadêmica



cooperativo, sinergia entre agentes Texto

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Robôs
Móveis
Área
Acadêmica



cooperativo, sinergia entre agentes

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Colônia
de
Robôs
• Grupo
de
“agentes”
(no
caso,
robôs

móveis
que
podem
ser
todos

homogêneos
–
“swarm”
ou

heterogêneos)
que
trabalham
de
forma

colaboraBva
e
cooperaBva
resultando

num
comportamento
próprio
de
um

grupo
(ou
comunidade),
similar
ao
que

ocorre
em
comunidades
de
insetos

como
as
formigas.

• Podem
ser
implementados
usando

abordagem
de
MulB-‐agentes1
(daí
a

referencia
anterior
a
agentes).

1
Novo
paradigma
da
área
de
Inteligência

ArBﬁcial.

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MulB-‐agentes
•
Paradigma
recente
da
área
de
IA;
•
Visa
introduzir
robustez
ao
sistema.

Extraído
de:
Modeling
the
Ambient
Intelligence
ApplicaBon
System:
Concept,
So€ware,
Data,
and
Network
Chen
Rui,
Hou
Yi-‐
bin,
Member,
IEEE,
Huang
Zhang-‐qin,
Member,
IEEE;
IEEE

TRANSACTIONS
ON
SYSTEMS,
MAN,
AND
CYBERNETICS—PART
C:

APPLICATIONS
AND
REVIEWS,
VOL.
39,
NO.
3,
MAY
2009

and
He

Jian

fpassold@upf.br


Inteligência
ArBﬁcial
|
Aprendizado

fpassold@upf.br


Possíveis
Aplicações
• Controle
Automa8zado
de
estoque:
Usando
tags
RFID
+
robôs
móveis*
à
– Localizar
mercadorias,
– Deﬁnir
posicionamento
das
mercadorias

(função
da
sazonalidade,
espaço
manobras,

período
de
tempo
até
liberação
–
problema
de

oBmização).
• Ex:
Supermercado
(mais
restrições:
controle
de
prazos

de
validade,
questões
de
markeBng).
Ex:
Porto
Seco:
agilizar
despacho
mercadorias.
– Levar
em
conta
idiossincrasias
dos

operadores?
(sistema
com
capacidade
de

aprendizado).
– *Pode
ser
um
(ou
mais)
ponte(s)
rolante(s)

automaBzada
(robô
de
Gantry).
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Possíveis
Aplicações
• Robôs
para
Coleta
Remota

de
amostras
biológicas
e

geológicas
Robô tuna (MIT)

• Controle
ecológico,

exploração
de
minerais.
• 1
único
ou
uma
colméia.

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Possíveis
Aplicações
• Robôs
para
Veriﬁcações

(Manutenção
PrevenBva)

• Veriﬁcar
estado
de
pás
de

grandes
turbinas,
de
oleodutos,
...
• Realizar
inspeção
de
linhas
de

transmissão
aéreas,
de
túneis

aquáBcos
(hidroelétricas),
...

• Esperado
incremento
brutal
com

chegada
dos
nano-‐robôs):

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Possíveis
Aplicações
• Robôs
automaBzação
de
portos
maríBmos
(ou
mesmo

secos).
Inclui
empilhadeiras,
guindastres
e
mesmo

caminhões.

Austrália:
Porto
de
Brisbane.
hkp://www.patrick.com.au/IRM/Content/technology/autostrad.html.

fpassold@upf.br


Possíveis
Aplicações •
18
autonomous

straddle
carriers;
•
Contêineres
de
até
65
TONS;
•
Até
30
Km/h
+
120
TONS;
• Robôs
automaBzação
de
portos
maríBmos
(ou
mesmo

•
30
contêineres/hora.
•
Sem
incidentes
(2005
–
2007)
secos).
Inclui
empilhadeiras,
guindastres
e
mesmo

caminhões.

Austrália:
Porto
de
Brisbane.
hkp://www.patrick.com.au/IRM/Content/technology/autostrad.html.

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Robôs
(Móveis):
em
Automação
Portuária

Porto
de
Brisbane,
Austrália
Desde
2005.

18
Guindastres
automaBzados;
120
ton
@
30
km/h;
30
conteiners/hora.

fpassold@upf.br 53


Possíveis
Aplicações
• Robôs
uso
na
Agricultura:

• Agricultura
de
precisão,

controle
de
pragas,

pulverização
e
colheitas

automaBzadas,
etc.

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Possíveis
Aplicações
• Sensoriamento
Remoto:

• Coleta
(remota)
de
dados

atmosféricos
(prevenção
de

alagamentos);
• Coleta
(remota)
de
condições

tráfego
(contador
de
carros,

detecção
incidentes
–
possível

uso
de
câmeras
+
sensores

induBvos);
• Supervisão
de
cabeças
de
gado

no
campo
(usando
eBquetas

RF-‐ID,
Wi-‐Max)

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Veículos
“inteligentes”

Detecção de faixas na pista (mantêm
condução ou alerta para saída de
faixa - motorista sonolento!?).

Detecção de veículos na contramão
(perigo).

Leitura (reconhecimento),
interpretação e alertas automáticos
(“inteligentes”) relacionados com
sinalização da estrada.

Detecção de aproximação muita
rápida contra carro seguinte.

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Veículos
“inteligentes”

Detecção de faixas na pista (mantêm
condução ou alerta para saída de
faixa - motorista sonolento!?).

Detecção de veículos na contramão
(perigo).

Leitura (reconhecimento),
interpretação e alertas automáticos
(“inteligentes”) relacionados com
sinalização da estrada.

Detecção de aproximação muita
rápida contra carro seguinte.

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Fim

OBRIGADO
fpassold@upf.br 58


Fim

OBRIGADO
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Fernando
Passold

INFORMAÇÕES
PESSOAIS

fpassold@upf.br


Fernando
Passold

Interesses atuais: • Eng. Elétrica, UFSC, 1989.
• Robótica Móvel; • Msc.Eng. UFSC/Eng. Elétrica/Biomédica,
• Colônia de 1995
Robôs; • Dr. Eng. UFSC/Eng. Elétrica/Dept.
• Sensoriamento Automação de Sistemas (DAS), 2004
Remoto; • Prof. Titular I, Universidade de Passo
• Aprendizagem Fundo (desde 1995).
por máquinas.
• Prof. Colaborador, Eng. Eletrônica
(08/2008 – 02/2010) na Universidade
Católica de Valparaíso (Chile).

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Doutorado:

Controle
Neural
de
Posição
e
F•orça
em
Manipuladores

Palavras-‐chave:

RobóBcos
(2004). – Inteligência
Computacional;
Redes
Neurais
Ar=ﬁciais;

Robôs
Manipuladores;
Controle
de
posição;
Controle
de

força.
• Áreas
de
Aplicação:

– Engenharia
Elétrica
:
Eletrônica
Industrial,
Sistemas
e

Controles
Eletrônicos,
Controle
de
Processos
Eletrônicos,

Retroalimentação.

– Engenharia
Mecânica:
Processos
de
Fabricação,

Robo=zação.
Indústria
Metal-‐Mecânica;
de
Controle
de

Qualidade
e
Produ=vidade;
Fabricação
de
Equipamentos

de
Instrumentação
Médico-‐Hospitalares,
Instrumentos
de

Precisão
e
Óp=cos,
Equipamentos
Para
Automação

Industrial,

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Redes
Neurais
ArBﬁciais:
• Aplicações:
– Reconhecimento
de
padrões

(caracteres,
etc),
– Capacidade
de
Aprendizado

(supervisionado
ou
não).
– Algoritmos
de
treinamento
oﬀ-‐
line
(sistemas
de

reconhecimento
e
diagnós=co)

ou
on-‐line
(área
de
controle)

fpassold@upf.br


Doutorado:

Controle
Neural
de
Posição
e
Força
em
Manipuladores

RobóBcos
(2004).
• Palavras-‐chave:
Inteligência
Computacional;
Redes

Neurais
Ar=ﬁciais;
Robôs
Manipuladores;
Controle

de
posição;
Controle
de
força.

• Áreas
de
Aplicação:

– Engenharias
/
Área:
Engenharia
Elétrica
/
Subárea:

Eletrônica
Industrial,
Sistemas
e
Controles

Eletrônicos
/
Especialidade:
Controle
de
Processos

Eletrônicos,
Retroalimentação.

– Engenharias
/
Área:
Engenharia
Mecânica
/
Subárea:

Processos
de
Fabricação
/

Especialidade:Robo=zação.
Setores
de
a=vidade:

Indústria
Metal-‐Mecânica;
Qualidade
e

Produ=vidade;
Fabricação
de
Equipamentos
de

Instrumentação
Instrumentos

de
Precisão
e
Óp=cos,
Equipamentos
Para

Automação
Industrial,

fpassold@upf.br


Doutorado:

Controle
Neural
de
Posição
e
Força
em
Manipuladores

RobóBcos
(2004).
Inteligência
Computacional;
Redes

Neurais
Ar=ﬁciais;
Robôs
Manipuladores;
Controle

de
posição;
Controle
de
força.

• Áreas
de
Aplicação:

– Engenharias
/
Área:
Engenharia
Elétrica
/
Subárea:

Eletrônica
Industrial,
Sistemas
e
Controles

Eletrônicos
/
Especialidade:
Controle
de
Processos

Eletrônicos,
Retroalimentação.

– Engenharias
/
Área:
Engenharia
Mecânica
/
Subárea:

Processos
de
Fabricação
/

Setores
de
a=vidade:

Indústria
Metal-‐Mecânica;
Qualidade
e

Produ=vidade;
Fabricação
de
Equipamentos
de

Instrumentação
Instrumentos

Papel
da
RN: de
Precisão
e
Óp=cos,
Equipamentos
Para

Compensação
dinâmica
Automação
Industrial,

on-‐line:
Baixo
ruído:
Aumento
da

precisão.

fpassold@upf.br


Doutorado:

Controle
Neural
de
Posição
e
Força
em
Manipuladores

RobóBcos
(2004).
Inteligência
Computacional;
Redes

Neurais
Ar=ﬁciais;
Robôs
Manipuladores;
Controle

de
posição;
Controle
de
força.
Papel
da
RN:
Compensação
dinâmica
• Áreas
de
Aplicação:

on-‐line: – Engenharias
/
Área:
Engenharia
Elétrica
/
Subárea:

Eletrônica
Industrial,
Sistemas
e
Controles

Baixo
ruído: Eletrônicos
/
Especialidade:
Controle
de
Processos

Aumento
da
Eletrônicos,
Retroalimentação.

– Engenharias
/
Área:
Engenharia
Mecânica
/
Subárea:

precisão. Processos
de
Fabricação
/

Setores
de
a=vidade:

Indústria
Metal-‐Mecânica;
Qualidade
e

Produ=vidade;
Fabricação
de
Equipamentos
de

Instrumentação
Instrumentos

de
Precisão
e
Óp=cos,
Equipamentos
Para

Automação
Industrial,

fpassold@upf.br


Doutorado:

Controle
Neural
de
Posição
e
Força
em
Manipuladores

RobóBcos
(2004).

fpassold@upf.br


Doutorado:

Controle
Neural
de
Posição
e
Força
em
Manipuladores

RobóBcos
(2004).

Fig.:
Feedforward
Error-‐Learning
Controller

fpassold@upf.br


Doutorado:

Controle
Neural
de
Posição
e
Força
em
Manipuladores

RobóBcos
(2004).
Inteligência
Computacional;
Redes

Neurais
Ar=ﬁciais;
Robôs
Manipuladores;
Controle

de
posição;
Controle
de
força.

• Áreas
de
Aplicação:

– Engenharias
/
Área:
Engenharia
Elétrica
/
Subárea:

Eletrônica
Industrial,
Sistemas
e
Controles

Eletrônicos
/
Especialidade:
Controle
de
Processos

Eletrônicos,
Retroalimentação.

– Engenharias
/
Área:
Engenharia
Mecânica
/
Subárea:

Processos
de
Fabricação
/

Setores
de
a=vidade:

Indústria
Metal-‐Mecânica;
Qualidade
e

Produ=vidade;
Fabricação
de
Equipamentos
de

Instrumentação
Instrumentos

de
Precisão
e
Óp=cos,
Equipamentos
Para

Automação
Industrial,

fpassold@upf.br


Doutorado:

Controle
Neural
de
Posição
e
Força
em
Manipuladores

RobóBcos
(2004).
Inteligência
Computacional;
Redes

Neurais
Ar=ﬁciais;
Robôs
Manipuladores;
Controle

de
posição;
Controle
de
força.

• Áreas
de
Aplicação:

– Engenharias
/
Área:
Engenharia
Elétrica
/
Subárea:

Eletrônica
Industrial,
Sistemas
e
Controles

Eletrônicos
/
Especialidade:
Controle
de
Processos

Eletrônicos,
Retroalimentação.

– Engenharias
/
Área:
Engenharia
Mecânica
/
Subárea:

Processos
de
Fabricação
/

Setores
de
a=vidade:

Indústria
Metal-‐Mecânica;
Qualidade
e

Produ=vidade;
Fabricação
de
Equipamentos
de

Instrumentação
Instrumentos

de
Precisão
e
Óp=cos,
Equipamentos
Para

Automação
Industrial,

Fig.:
Relação
Custo
x
Bene‡cio.
fpassold@upf.br


Doutorado:

Controle
Neural
de
Posição
e
Força
em
Manipuladores

RobóBcos
(2004).
Experiência
Prá=ca
com:

•
– Sistema
Operacional
de
Tempo-‐Real;
– Programação
concorrente
e
em

tempo-‐real
(ro=nas
de
controle,

adapta=vas
e
de
segurança)
– Programação
orientada
a
objetos

(deﬁnição
dos
próprios
objetos).

fpassold@upf.br


Mestrado:

Sistema
Especialista
Hibrido
em
Anestesiologia
para

Pacientes
CríBcos
(1995)

• Sistema
inteligente
de
apoio
a
• Uso
de
sistema
espe
tomada
de
decisão. (forward
chaining)
• Sistema
híbrido:
regras
+
redes
+
neurais
arBﬁciais. Redes
Neurais
(MLP
roBnas
de
diferente
pacientes
críBcos)
=
• Indicação
de
um
pla
mostrando
melhore

fpassold@upf.br


Disciplinas
Ministradas
–
UPF
(Eng.
Elétrica)
• Introdução
à
Engenharia
Elétrica:
introduzi
em
2006
o
uso
de

kits
LEGO
hkp://usuarios.upf.br/~fpassold/LEGO/)
• Circuitos
Digitais
(I
e
II):
Eletrônica
Digital,
em
(II)
é
exigido

um
Projeto
Final
da
Disciplina
que
corresponde
a
30%
da

média
semestral.
• Laboratórios
de
Circuitos
Digitais
(I
e
II):
experimentos

práBcos
de
Circuitos
Digitais
I
e
II
(pasBlhas
TTL);
• InformáBca
Aplicada
Para
Engenharia
Elétrica
(I
e
II):

linguagem
ANSI-‐C
• Laboratório
de
Controle
AutomáBco
II
(linha
de

Mecatrônica):
experimentos
práBcos
relacionados
com

algoritmos
de
controle
por
computador;
PID
,
experiências

praBcas
com
processo
de
"Bola-‐&-‐Tubo”

• Programação
Mecatrônica:
uso
de
MATLAB
para
introduzir

lógica
de
programação
(anBgo
curso
seqüencial
de

Mecatrônica
da
UPF)
• Orientação
de
Projetos
De
Graduação
(TCCs:
Trabalhos
de

Conclusão
de
Curso).

fpassold@upf.br


Disciplinas
Lecionadas
• Circuitos
Digitais
(I
e
II,
UPF,

PUCV)
• Controle
AutomáBco
(PUCV)
• Lab.
Controle
AutomáBco
II

(“Digital”)
(UPF)
• Linguagens
de
Programação

(Pascal,
C,
MATLAB)
• RobóBca
Móvel

fpassold@upf.br


Disciplinas
Ministradas
–
UPF
(Eng.
Elétrica)
• Introdução
à
Engenharia
Elétrica:
introduzi
em
2006
o
uso
de

kits
LEGO
• Circuitos
Digitais
(I
e
II):
Eletrônica
Digital,
em
(II)
é
exigido

um
Projeto
Final
da
Disciplina
que
corresponde
a
30%
da

média
semestral.
• Laboratórios
de
Circuitos
Digitais
(I
e
II):
experimentos

práBcos
de
Circuitos
Digitais
I
e
II
(pasBlhas
TTL);
• InformáBca
Aplicada
Para
Engenharia
Elétrica
(I
e
II):

linguagem
ANSI-‐C
• Laboratório
de
Controle
AutomáBco
II
(linha
de

Mecatrônica):
experimentos
práBcos
relacionados
com

algoritmos
de
controle
por
computador;
PID
,
experiências

praBcas
com
processo
de

• Programação
Mecatrônica:
uso
de
MATLAB
para
introduzir

lógica
de
programação
(anBgo
curso
seqüencial
de

Mecatrônica
da
UPF)
• Orientação
de
Projetos
De
Graduação
(TCCs:
Trabalhos
de

Conclusão
de
Curso).

fpassold@upf.br


Orientação
de
TCCs
–
UPF
(Eng.
Elétrica)
• Orientação
de
Projetos
De
Graduação
(TCCs:
Trabalhos
de

Conclusão
de
Curso):
– Processo
da
Bola
&
Tubo
(kit
autônomo,
ﬁrmware
atualizável,

comunicação
e
bypass
via
porta
serial
PC);
– Controle
de
robô
bípede
usando
MATLAB/Simulink
(11
d.o.f..,

controle
via
MATLAB
+
porta
paralela
PC);
– Sistema
microprocessado
carregador/ciclador
de
baterias

especiais
(capaz
de
recarregar
5
diferentes
Bpos
de
bateria:

NiCd,
NiMH,
SLA,
Li-‐Ion
e
Li-‐Po
e
determinar
vida
úBl
real
da

bateria);
– Computador
de
Bordo
Automo8vo
(DSPic
18F6585
+

barramento
CAN
+
interface
gráﬁca
LCD
de
128
x
64
pixels)
– Controlador
Automá8co
para
Barras
de
Pulverização
Agrícola

(sobe/baixa
barra,
controle
manual/auto,
ajuste
da
altura).

Obs.:
TCCs
duram
1
semestre
na
UPF

fpassold@upf.br


Disciplinas
Ministradas
–
PUCV
(Eng.
Eletrônica)
• Sistemas
Digitais:
Eletrônica
Digital

Combinacional
e
Seqüencial
num
único

semestre;
• Robó8ca
Industrial:
2
encontros
semanais
+
1

taller
práBco
quase
semanal
usando
5
kits

Lego
NXT.
1ª
Parte:
Robôs
Manipuladores,
2ª

Parte:
Robôs
Móveis.
(optaBva).
• Controle
Automá8co:
conceitos
básicos
da

área
de
controle
“analógico”
tradicional,
farto

uso
de
MATLAB.
Provas
no
Lab.
De
Info.

Usando
MATLAB
(inovador).
• Orientação
de
Projetos
de
Conclusão
de

Curso
(TCCs).

fpassold@upf.br


TCCs/PUCV
(Eng.
Civil
Eletrônica,
6
anos)
• Projeto
e
Desenvolvimento
de
um
sistema
embarcado
de

visão
arBficial
para
contagem
e
discriminação
de
objetos
em

movimento
(Diseño
Y
Desarrollo
De
Un
Sistema
Embebido
De

Visión
Ar=ficial
Para
La
Cuenta
Y
Discriminación
De
Objetos

En
Movimiento):
contagem
de
salmões
numa
correia

transportadora
em
movimento.
Uso
de
sensor
de
imagem

CCD.
Baixo
custo
(componentes:
Chile:
US$

390,00).

Envolveu
convenio
com
empresa
empreendedora.
• SLAM
Aplicado
(a
RobóBca
Móvel):
estudo
de
algoritmos

para
Localização
e
Mapeado
Simultâneos
(uso
em
robóBca

móvel,
filtros
de
par`culas).
• Desenvolvimento
de
uma
Plataforma
móvel
para
fins

acadêmicos
(Desarrollo
de
una
Plataforma
Robó=ca
Móvil

para
fines
académicos).
Conta
com
cinturão
de
sensores
de

distancia
(infravermelho
e
ultrassom),
servomotores
de

velocidade,
placa
Arduino
ATMega128,
netbook
com
HD
de

estado
sólido
executando
Microso€
RoboBcs
Studio

(simulador
de
robôs
da
Microso€).
Custo
material,
Chile:
US$

1,725.00

fpassold@upf.br


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