Cada jogador possui a visão do jogo, conforme ilustrado na Figura 3, que pode ser alterada e programada pelo desenvolvedor.

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1 Robotbulls Robotics Descrição da Equipe 2014* Alexandre Baratella Lugli. Av. João de Camargo, 510, Santa Rita do Sapucaí/MG. National Telecommunication Institute - INATEL, Department Industrial Automation and Control. Santa Rita do Sapucaí, Minas Gerais, Brazil. baratella@inatel.br Abstract Esse trabalho descreve a evolução e programação dos jogadores do futebol de robô, modalidade 2D, virtual, visando a participação em um congresso. O objetivo é apresentar a equipe RobotBulls, do INATEL, além da programação dos elementos do jogo e alguns comandos utilizados para a realização do desenvolvimento do trabalho. Além do desenvolvimento do futebol de robô a equipe também está desenvolvendo um veiculo autônomo seguidor de linha que será descrito nesse artigo. Key-words Futebol de robô, programação, seguidor de linha, simulação. I. INTRODUÇÃO IA e inteligência robótica, provendo assim um problema padrão onde uma grande quantidade de tecnologias podem ser desenvolvidas, integradas e examinadas. A RoboCup escolheu o jogo de futebol como o principal tópico de pesquisa, procurando inovações que podem ser aplicas em problemas sociais significantes e na indústria. O objetivo principal do projeto RoboCup é que até 2050, seja desenvolvido um time de robôs humanóides totalmente autônomos e que podem ganhar dos melhores jogadores do mundo. A Figura 1 ilustra a formação da equipe e os atuais elementos que a compõe. A equipe Robotbulls foi idealizada pelos alunos do curso de Engenharia de Controle e Automação Industrial do Instituto Nacional de Telecomunicações INATEL, durante o ano de O objetivo da equipe é promover o estudo e pesquisa da robótica para o aprimoramento do conhecimento, auxílio no desenvolvimento de soluções inovadoras e de novas tecnologias. O objetivo do trabalho é estudar, aplicar desenvolver as técnicas de programação, a fim de desenvolver robôs físicos e virtuais para participação em eventos de pesquisa e desenvolvimento, motivando a busca por soluções inovadoras. O trabalho é direcionado para o desenvolvimento de uma aplicação de futebol de robôs, modalidade de simulação 2D (2 dimensões), utilizando como base as técnicas de programação, visando a implementação das possíveis jogadas que cada jogador poderá executar no campo. O objetivo é que o jogador consiga prever uma possível jogada do adversário e ter uma atitude prévia, com relação a isso. Os jogadores programados são: goleiro, defensores, meio campistas, atacantes e técnico, de acordo com as regras e regulamentações disponíveis em [1]. Além disso, a outra linha de pesquisa da equipe atua no desenvolvimento de um veiculo autônomo inteligente, sem interferência ou ação humana, capaz de realizar percursos retos ou curvos. O robô opera com diversos sensores e controladores a fim de realizar a tarefa imposta a ele. Segundo [5]: A RoboCup é uma organização internacional criada para promover a Inteligência Artificial (IA) e a robótica. É uma tentativa de acelerar as pesquisas de Figure 1. Equipe Robotbulls. A Figura 2 ilustra, de forma simples, a disposição dos jogadores de um time base. É possível notar a disposição deles em campo no formato 2D.

2 Cada jogador possui a visão do jogo, conforme ilustrado na Figura 3, que pode ser alterada e programada pelo desenvolvedor. Figure 2. Jogadores no campo de simulação 2D. A. Futebol de robô II. DESENVOLVIMENTO DO TRABALHO Figure 3. Visão dos jogadores na categoria 2D. O corpo do jogador também pode ser visualizado na Figura 4. Para a realização da programação do ambiente virtual da categoria 2D, é necessário a utilização do sistema operacional Linux. O Linux é um sistema operacional, programa responsável pelo funcionamento do computador, que faz a comunicação entre hardware (impressora, monitor, mouse, teclado) e software (aplicativos em geral). O conjunto de um kernel e demais programas responsáveis pela comunicação com este é o que se denomina sistema operacional. O kernel é o centro de processamento do Linux. [2] É o substituto de uma das distribuições mais antigas, o famoso Red Hat Linux, surgido em 1995 e, então, em sua versão 9, lançada em março daquele mesmo ano. [2] Existem inúmeras distribuições do Linux, mas algumas de suas principais são: Ubuntu, Red Hat, Slackware, Debian, Conectiva, SuSE, Fedora, Kurumin, Mandriva, KNOPPI e Yellow Dog Linux. [2] A Red Hat, empresa americana responsável, dentre outras coisas, pelo desenvolvimento dos pacotes do Linux, optou, em 2003, pelo modelo de desenvolvimento e utilização aberta, servindo a um sistema comercializado, sendo chamado de Fedora. Por conta de sua prestigiosa ascendência, o Fedora é largamente utilizado, contando também com um grande número desenvolvedores. [2] Ou seja, o Fedora é um aplicativo computacional inserido dentro do sistema operacional Linux. [2] A categoria de futebol de robô 2D utiliza, como base de programação dos elementos, o aplicativo computacional Fedora. [2] A1. Elementos do Jogo Para se realizar um jogo é necessário ter, no mínimo, os seguintes elementos: goleiro, jogadores, técnico e o campo. Figure 4. Corpo do jogador na categoria 2D. A2. Estratégias e Programação A programação de cada elemento pode ser efetuada utilizando lógica if-else simples ou encadeada ou outras técnicas de programação, como inteligência artificial (lógica Fuzzy, por exemplo), para se determinar a posição em que o jogador deve estar ou chutar a bola. [3] A seguir ilustra-se parte do código de programação básica de um dos jogadores do time. Onde se evidencia a lógica contendo a posição do jogador e os testes para a realização do chute da bola. if ( agent >world().time().cycle() > agent >world().self().catchtime().cycle() + ServerParam::i().catchBanCycle() && agent >world().ball().distfromself() < ServerParam::i().catchableArea() 0.05 && our_penalty.contains( agent >world().ball().pos() ) ) dlog.addtext( Logger::ROLE, FILE ": catchable. ball dist=%.1f,

3 my_catchable=%.1f", agent >world().ball().distfromself(), ServerParam::i().catchableArea() ); agent >docatch(); agent >setneckaction( new Neck_TurnToBall() ); } else if ( agent >world().self().iskickable() ) dokick( agent ); } else domove( agent ); } Além da lógica if-else, também é possível utilizar a técnica de inteligência artificial chamada de Lógica Fuzzy. O sistema lógico apresentado pela Lógica Fuzzy quando aplicado vai além do raciocínio booleano, que não admite valores lógicos intermediários entre o FALSO (0) e o VERDADEIRO (1); por exemplo, o valor médio TALVEZ (0,5). Isto significa que um valor lógico difuso é um valor qualquer no intervalo de valores entre 0 e 1. [6] O que diferencia a Lógica Fuzzy da lógica booleana é a capacidade desta de se aproximar do mundo real onde não existem somente respostas extremas. A Lógica Fuzzy fornece espaço ao meio termo apresentando ainda a possibilidade de mensurar o grau de aproximação da solução exata e assim inferir algo que seja necessário. [6] Quando um determinado problema apresenta um grande grau de incerteza é necessário que para solução deste se utilize um modelo matemático que contemple essa especificidade e não desconsidere aspectos que possam ser ignorados na aplicação de lógicas tradicionais. Para esses casos a Lógica Fuzzy é amplamente recomendada, pois apresenta um modelo capaz de combinar a imprecisão associada aos eventos naturais e o poder computacional das máquinas produzindo assim sistemas de respostas inteligentes. [6] Um dos grandes objetivos inerentes à Lógica Fuzzy é se aproximar em sua lógica, da forma com que o raciocínio humano relaciona as informações buscando respostas aproximadas aos problemas, por isso o grande foco desta lógica é a solução de problemas cujas informações recentes sejam incertas. Na Figura 5 é apresentada a representação de um sistema difuso, contendo os seus principais componentes. Figura 5. Componentes de um sistema baseado em Lógica Fuzzy. [7] A fuzzificação do Sistema Lógico Fuzzy consiste analise do problema e os dados de entrada são transformados em variáveis lingüísticas. O processo de inferência consiste na elaboração de regras definidas para a execução da lógica. A defuzzificação é a etapa em que os valores Fuzzy são convertidos em números reais tendo assim um conjunto de saída matematicamente definido. [7] A3. Controle de versão Além da programação em si, é muito importante para desenvolvedores ter um controle de versão de programas à medida que a programação está sendo realizada. Um dos métodos mais comuns e eficazes é a utilização é do aplicativo computacional Assembla. O Assembla é um aplicativo computacional capaz de se realizar o cadastro e o controle de versão dos softwares desenvolvidos para o time. A Figura 6 ilustra a página principal do aplicativo computacional. [4] Figura 6. Controle de versão - Assembla. [4] B. Veiculo autônomo seguidor de linha O veículo autônomo inteligente seguidor de linha consiste em um robô capaz de desenvolver um percurso, em linha reta ou curva, de forma inteligente, sem a ação ou interferência

4 humana. O objetivo é cumprir um determinado percurso no menor tempo possivel. O robô é composto por uma base de plástico, sensores de posição, motores de passo e um controlador programável para realizar as funções e lógicas de processamento do percurso. O controlador utilizado está baseado na plataforma Arduino. O Arduino é uma placa inspirada no micro controlador ATmega2560. Contém 54 entradas/saídas digitais, onde 14 podem ser utilizadas como saídas PWM (Pulse Widht Module), 16 como entradas analógicas e 4 como portas seriais. [8] A Figura 7 ilustra a imagem do robô inteligente, evidenciando a placa controladora, os sensores e os drivers para controle dos motores. III. RESULTADOS PARCIAIS Até o momento, os testes de validação foram realizados utilizando o aplicativo desenvolvido pela equipe e o time base padrão para testes de sistemas. Os resultados parciais do futebol de robô, categoria 2D, estão ilustrados na Tabela I. Tabela I. Resultados parciais da categoria 2D. Figura 7. Robô inteligente seguidor de linha. A Figura 8 ilustra um diagrama em blocos básico da estutura de controle do robô. É possivel verificar que os sensores enviem as informaçõs de posição, em tepo real, ao controlador Arduino, atuando sobre os motores de passo. IV. CONCLUSÃO Os sistemas de robôs estão em grande ascensão atualmente, devido as inúmeras aplicações que podem ser realizadas. O futebol de robô possibilita a implementação de conceitos computacionais visionários e aplicações de técnicas de sistemas inteligentes, a fim de otimizar a jogada e operação dos elementos de campo. Assim, é de suma importância ter a correta posição dos jogadores dentro do campo, ter uma lógica de programação consistente e poder prever as jogadas do time adversário com precisão e rapidez. Seria possível, ainda, utilizar as técnicas de inteligência artificial, como Lógica Fuzzy, visando a otimização e previsão das jogadas realizadas pelos jogadores. REFERENCIAS Figura 8. Diagrama em blocos de controle do robô. [1] Site da internet disponível em: acessado em 21 de Maio de [2] 2. HEIN, T; et al. Manual Completo do Linux: Guia do administrador. 2º Edição, Prentice Hall, São Paulo, 684p. [3] 3. Nakashima, T.; et al. The Effect of Using Match History on the Evolutionary of RoboCup Soccer Team Strategies, Synmposium on Computational Intelligence and Games, [4] 4. Site da internet disponível em: acessado em 09 de Junho de [5] 5. UAIsoccer de futebol de robôs. Apresentação do time UAIsoccer de futebol de robôs. Relatório técnico, 2009, 8p.

5 [6] COX, E. The fuzzy systems handbook: a practitioner s guide to building, using, and maintaining fuzzy systems. New York: AP Professional, [7] PINHO, F. A. Uma contribuição para a resolução de problemas de programação de operações em sistemas de produção intermitentes flow-shop: A consideração de incertezas Dissertação (Mestrado em Engenharia) Universidade Federal de Itajubá, Itajubá, [8] Site da internet. Arduino. Disponível em: < Acesso em: 23 de Junho de 2014.