robótica é o projeto, construção, operação e uso de robôs. Mas essa definição é bastante pouco inspiradora. O que é um robô? O que você pode fazer com robôs? E como você pode construir o seu próprio?

Este artigo irá mostrar-lhe:

• Como você pode começar com robótica
• Onde você pode encontrar idéias, tutoriais e suprimentos
• Como você pode se tornar um participante ativo da comunidade de robótica.

Uma Breve História de robôs

a palavra “robô” foi cunhada em 1920 por Josef Capek. Seu irmão, Karel, usou o termo para se referir a um humanóide fictício na peça de 1920 R. U. R.

robôs são máquinas que podem realizar ações (ou séries de ações) automaticamente. O termo abrange uma ampla gama de dispositivos, mas, em geral, eles podem:

• controle suas ações
• receba feedback sensorial
• informações do processo.

os robôs são tipicamente programáveis. Eles podem ser guiados com dispositivos de Controle externos ou embutidos no próprio robô. Um robô pode ser totalmente autônomo ou pode ser completamente subserviente ao seu mecanismo de controle.

com o tempo, os robôs se tornaram cada vez mais complexos. Os robôs de hoje são encarregados de trabalhos que já foram realizados por humanos, mas agora são considerados excessivamente repetitivos, perigosos ou que ocorrem em ambientes que seriam hostis aos humanos, como o espaço sideral ou em leitos marinhos.

O Que Os Robôs Podem Fazer?

existem muitas aplicações para Robôs, e nem todas são complexas — algumas são simplesmente brinquedos para crianças pequenas. Aqui estão apenas alguns exemplos das tarefas que realizam:

• trabalhar em ambientes extremos: zonas de guerra ou nucleares, áreas submarinas e espaço sideral são muito perigosas para as pessoas trabalharem. Os robôs podem realizar muitas tarefas perigosas. Por exemplo, os drones permitem o reconhecimento em áreas ocupadas pelos inimigos em tempos de guerra, o Curiosity está explorando Marte e Wally está rastejando no chão ou no oceano.
• ajuda em casa: Eletrodomésticos robóticos, como esfregões e aspiradores de pó, realizam trabalhos em nome de seus proprietários.Controle carros autônomos: carros autônomos foram prototipados desde a década de 1920, mas o facilitador mais conhecido da pesquisa moderna de carros autônomos é provavelmente o Google. Os veículos que se dirigem estão ficando mais inteligentes e, embora não tenham se tornado convencionais, alguns já foram para as estradas.Leia e aprenda: pesquisadores da Universidade de Oxford criaram Marge, um robô “alfabetizado” que pode ler o jornal e ensinar fatos a si mesma. A “inteligência” de Marge é derivada de seu software, e os pesquisadores responsáveis por ela estão tentando ensinar-lhe as habilidades de raciocínio encontradas em humanos.
• ajudar as pessoas com problemas de saúde ou deficiências: os robôs podem ajudar as pessoas com deficiências físicas a realizar tarefas diárias. Por exemplo, as cadeiras de rodas evoluíram para máquinas multifuncionais motorizadas; por exemplo, eles podem ajudar os usuários com o uso limitado de seus braços a abrir a porta da geladeira e recuperar uma refeição. Itens como braços e pernas protéticos também passaram de simples dispositivos semelhantes a peg para membros “inteligentes” capazes de se comunicar com o cérebro humano.

empresas de Robótica

você pode ter uma boa idéia para o futuro da robótica, olhando para o que as empresas de robótica estão fazendo hoje.

Robotics Business Review, uma das principais fontes on-line de notícias e informações sobre robótica, publica o RBR50. É uma lista das empresas mais notáveis da indústria de Robótica. As empresas nesta lista foram selecionadas com base em suas inovações, aplicações inovadoras e sucesso comercial e potencial. Eles estão lidando com questões de saúde, logística e aviação.

Algumas das mais conhecidas empresas no RBR50 incluem:

• Honda Robótica
• do Google Alfabeto
• Intel
• LEGO A/S.

primeiros passos com Robôs

Nem todos os robôs são altamente complexas máquinas. Alguns podem ser bastante simples, como este brinquedo introdutório de robótica para crianças. O céu é o limite quando se trata de ensino fundamental projetos de robótica, por isso aqui estão alguns recursos que você pode consultar para ideias:

• o Seu Primeiro Robô: Instructables oferece uma lista de 15 de fácil projetos de robótica para você experimentar, incluindo um Solar Barata Virbobot e um Robô Racer.
• como construir um robô simples: este tutorial RobotShop ensina como fazer um robô personalizado em apenas dez etapas.Fazendo robôs simples: Explore robótica de ponta com coisas cotidianas: este livro introdutório de Kathy Ceceri é escrito em linguagem que não engenheiros entenderão. Ele ensina como construir robôs simples usando materiais que você provavelmente já possui.Como construir um robô de US $10: A African Robotics Network lançou um desafio em 2012: projetar um robô que custa US $10 ou menos para construir. Nem todos são super simples, mas esses projetos são uma maneira barata de começar.

materiais de Sourcing

depois de ter as ideias, pode ser necessário comprar materiais adicionais, como componentes eletrônicos e microcontroladores. Você pode obtê-los em suas lojas locais de hardware, hobby ou eletrônicos, ou pode encomendá-los on-line em varejistas como Amazon, Maker Shed, Parallax e Robot Shop.

projeto e construção de robôs

não há um padrão definido para a aparência dos robôs, então o céu é o limite quando se trata de design. Os projetos de robôs podem variar de ultra-funcional (como aqueles usados em linhas de fabricação de automóveis) a máquinas elegantes que são tão esteticamente agradáveis quanto possível sem sacrificar a função (como a linha de aspiradores de pó da iRobot).

quando você está projetando seu robô, você precisará identificar:

• o objetivo do seu robô
• os requisitos para o seu robô (como tamanho, forma, Fonte de energia e assim por diante).

para um tratamento aprofundado sobre como projetar o melhor robô para suas necessidades, consulte Processo de design de Robótica.

os parâmetros que você identifica afetarão o design final do seu robô depois que ele for construído.

controlar robôs

o controle é uma das maiores coisas pelas quais você terá que trabalhar ao projetar e construir um robô.

Existem muitas formas de controlar robôs, cada um oferecendo o robô em si um diferente grau de autonomia:

• Em uma extremidade do espectro, você pode manter total controle do robô, permitindo-lhe mover-se apenas quando dado instruções explícitas (como com um controle remoto).
• do outro lado, você pode programar o robô para decidir por si só quais serão seus próximos movimentos com base na entrada sensorial (como luz ou som) que ele recebe.

você também pode encontrar um equilíbrio entre as duas abordagens.

Controles Remotos e de rádio

conectar um controlador externo a um robô é a maneira mais fácil de começar. Usando o controlador, você emitirá instruções para o robô, que responderá aos seus comandos. Um robô controlado dessa maneira normalmente tem pouca ou nenhuma inteligência.

para dar um passo adiante, você pode alternar de um controle amarrado para um sem fio, o que reduz a necessidade de uma conexão física entre a pessoa que controla o robô e o próprio robô. Tais implementações normalmente envolvem Transmissores e receptores infravermelhos, o que requer linha de visão entre os dois.

no entanto, se você não quiser esses tipos de limitações, pode utilizar outros métodos de comunicação, como unidades de controle remoto (R/C) ou Bluetooth. Este último também oferece comunicação bidirecional.

Recursos

• Instructable com Controle de Robô Manual
• RobotShop vende uma seleção de sem fio, controles remotos
• Sociedade de Robôs oferece um tutorial sobre a construção do controle remoto de robôs
• Trossen Robotics tem uma selecção de controle do robô kits.

programando seu robô

incluindo um microcontrolador e controlador de motor em seu robô, você pode programar seu robô para realizar tarefas específicas.

pense em um microcontrolador como um pequeno computador capaz de ler e executar um programa. O controlador do motor atua como intermediário entre o microcontrolador e o robô, pois este não é capaz de fornecer energia suficiente aos motores do robô.

programando seu robô, você pode construir máquinas cada vez mais autônomas. O controle autônomo pode ser pré-programado para não aceitar feedback sensorial, feedback sensorial limitado ou feedback sensorial complexo.

recursos

• Aprenda a programar com a linha de produtos Mindstorms da LEGO.
• o Raspberry Pi é um computador pequeno e acessível que você pode usar com seus robôs. É muito popular e, portanto, fácil encontrar todos os tipos de tutoriais úteis. Os criadores do Raspberry Pi também têm um currículo sólido que é um ótimo lugar para começar.Robocode é um jogo de programação onde você pode aprender a programar robôs em Java ou usando o.NET framework.
• Toptal’s um tutorial introdutório de programação de robôs tem muitas dicas úteis.

para os jovens (e jovens de coração)

existem muitos robôs voltados para crianças. Eles são excelentes produtos para adultos procurando por uma suave introdução de robôs, também:

• Engino: Engino produz edifício modular kits que incorporam robôs componentes; você pode pensar de seus itens, como um cruzamento entre robótica LEGO, e k’nex.LEGO: A empresa oferece muitos produtos na arena da robótica. Além da linha Mindstorms estabelecida, a LEGO está lançando seu programa Boost, projetado para ensinar programação infantil e robótica básica.Ozobot: robôs de Bolso projetados para ensinar robótica para crianças de 6 a 14 anos.
• Robotis: Um fabricante de robôs e kits de robôs de Amadores e profissionais STEM. Eles têm várias linhas de robôs; alguns são apropriados para crianças de até cinco anos, enquanto a série Bioloid é o kit mais comumente usado para competições de Robótica.

conferências, encontros e feiras

embora a robótica possa ser uma atividade solo, não precisa ser. Conferências e feiras são ótimas maneiras de se encontrar com amadores, pesquisadores e outros entusiastas que pensam da mesma forma. Eles também são ótimas maneiras de obter informações sobre inovações:

• Robôs para Roboticists mantém um calendário de todos os próximos robótica conferências e eventos, embora a maioria dos eventos são destinados a um académico ou profissional da audiência
• Para atender amadores e entusiastas perto de você, olhar através de listagens no Meetup, a Eventbrite, ou Facebook
• Você também pode se juntar a um clube local.

competições

se você gostaria de tentar sua mão em competições de robótica, você pode entrar em suas criações para RoboCup, competição de veículos autônomos da SparkFun, RoboGames, ou o SRS Robothon.

Perguntas Frequentes sobre robótica para estudantes