Projeto de Robô para modalidade RoboCup Dance, LARC 2015

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1 Projeto de Robô para modalidade RoboCup Dance, LARC 2015 Alef Amaral de Figueiredo, Alexandre da Costa Guarilha, Leonardo de Lima Henning, Leone Serpa da Cruz, Manuela Carvalho, Paula Cristina Oliveira de Paula Mentor: Bruna Ianaconi Fusc0 Laboratório de Robótica, Comphaus Rua Aurélia, São Paulo- SP. do mentor: Abstract Our team, CHS Revolution, secondary, is to innovate the technology in dance mode using it in his performing, robots Humanoids with robotic scenario. Keywords dance, humanoid, robotics, programming, technology. Resumo Nossa equipe, CHS Revolution, secundário, consiste em inovar a tecnologia na modalidade Dança utilizando em sua performance, robôs Humanoides com cenário robotizados. Palavras-chaves dança, humanoide, robótica, programação, tecnologia, leds. 1. Introdução A proposta deste trabalho é introduzir o conceito de estrutura modular independente para construção de elementos robóticos, empregando, para isso, a oportunidade de criação de um carro alegórico robotizado em forma de robô andróide com escala 1:12, no qual se apresentarão robôs humanóides na mesma escala. O conceito de estrutura modelar independente decorre do entendimento básico do estruturalismo para o qual configurações complexas decorrem de estruturas básicas irredutíveis, conceito esse que culmina, por exemplo, nas estruturas básicas dos kits de montagem, como o Lego. Neste caso, a construção do carro alegórico andróide decorre da conexão de braços, cabeça e base de movimentação sobre o solo construídos de forma independente e mais controlados autonomamente, apenas interligados por um controlador central. 2. Design Técnico e Construção A Proposta O objetivo final do projeto para o desafio dança secundário é entregar um conjunto composto por um carro alegórico constituído por um androide de 1, 30 m de altura e dois humanoides do tipo Bioloid Premium. A funcionalidade do conjunto é a apresentação referenciada ao samba enredo da Escola de Samba Salgueiro 2014, durante 2 minutos, empregando movimentos sincronizados por meio de transmissão de dados entre os elementos. O samba enredo pode ser visto em: Robô Andróide Modular

2 Um carro alegórico é objeto em que facilmente se nota um processo produtivo modular que, ao final do processo fabril, exige integração. Para a robótica, esse processo permite que os objetivos estéticos solicitados para cada parte do elemento cênico possam ser resolvidos por diferentes grupos de alunos que passam a se especializar nos requisitos e nos marcos dos respectivos projetos. No caso da cabeça do androide, por exemplo, foi empregada uma maquete em estrutura de VEX para que o grupo responsável pela cabeça pudesse, no planejamento inicial, compreender o processo final de integração e pudesse, conforme o desenrolar da confecção, verificar a pertinência dos atributos estéticos empregados no produto. A estrutura da cabeça permite com que uma combinação de 4 motores AX 12 Dynamixell controlados por um CM530 possam movimentar os lábios, bochechas e olhos que se encontram na máscara de silicone. Figura 1: Estrutura da Maquete Figura 2: Mascara de silicone Figura 3: base de fixação para o braço A estrutura de cada braço é constituída por 4 motores AX 12, permitindo o movimento frontal do braço e antebraço, bem como movimento de giro e flexão de mão. Os motores são controlados por um controlador CM 530. Na maquete básica, permanece a estrutura de suporte em VEX estruturada em motores VEX EDR e controladas por um controlador VEX ARM CORTEX que serão responsáveis pelo movimento lateral do braço. Este mesmo controlador é responsável pela base de movimentação sobre o solo, que se desloca às custas de quatro motores VEX, conforme se vê na estrutura abaixo. O propósito deste controlador é organizar os movimentos sobre o solo e de lateralidade dos braços a partir de uma sequência preestabelecida de comandos que respeitam o andamento do samba enredo.

3 Figura 4: Estrutura metálica da base A chapa metálica da base é onde se prenderão as plataformas onde os humanoides ficarão sustentados durante a apresentação. É importante notar que os 3 controladores CM 530 estarão em intercomunicação com os controladores CM 530 dos humanoides por bluetooth, permitindo que os movimentos das partes do carro alegórico estejam orquestrados com os dos humanoides. A interação com os humanos se dará por conta dos sensores de ultrassons e tem por objetivo iniciar e finalizar a apresentação. Os humanóides da marca ROBOTIS são constituídos por 18 motores independentes AX 12 A, que interligados por circuitos, realizam diferentes movimentos semelhantes ao dos humanos. Todo o conjunto será iluminado por fitas de LED controladas por ARDUÍNO de forma a levar as cores temáticas da escola de samba, conforme o que foi apresentado no carnaval de 2014 em que o tema dizia sobre a origem do universo e sua evolução. Figura 5: Cores básicas para a iluminação de LEDS

4 Figura 6: Robo Bioloid Premium 3. Estratégia de Programação para os controladores CM 530 Usa-se um software próprio da Robotis, o RoboPlus, em que, para programar, foram empregadas três etapas: Etapa 1, usando o RoboPlus Motion, temos até três maneiras para programá-lo, a primeira forma possível é digitar os números das posições dos motores diretamente no computador; Etapa 2, usando uma visualização 3D, onde é possível modificar as poses do robô, ainda no computador; Etapa 3, quando se criam as poses com o robô e então salvamos a posição atual dos seus motores para criar os movimentos. Assim criamos as páginas de movimentos, numeradas conforme a necessidade. Também é possível mudar o tempo da passagem de um movimento para o outro, a velocidade da execução dos movimentos, repetir movimentos e colocar pausas. Dessa forma, com o RoboPlus Task,, escrevem-se as tarefas do robô, onde se pode usar de sensores para a execução dos movimentos ou a direta execução dos movimentos das páginas do RoboPlus Motion.

5 Figura 7: Exemplo de trecho de programa

6 4. Design Artístico e Decoração Os elementos cênicos básicos empregados pela Escola de Samba Salgueiro (GRES Salgueiro) em seu desfile no carnaval de 2014 foram recriados, dando especial cuidado para a figura de seu Djalma Sabiá, na época do desfile, o único fundador vivo dessa escola de samba. O carro alegórico refere-se, dessa maneira, a esse personagem histórico, simbolizando, por extensão, o respeito pela sabedoria dos ancestrais de que fala o enredo, como pode ser visto em: Figura 8: Confronto entre o elemento temático e a maquete 6. Considerações Finais A construção em módulos independentes permite a fragmentação dos projetos de robótica para núcleos produtivos distintos e, por conseguinte, exige um grande esforço de integração final que só pode ser reduzido por um planejamento consistente e um trabalho de sistematização de processos e versões. Referências Bibliográficas [1] ROBOTIS [2] Robotis BIOLOID [3] Motores AX-12A [4] Motores AX-12W [5] Controlador CM-530