ROBÔ DESENVOLVIDO PARA O RESGATE DA VÍTIMA DA OBR - EQUIPE PALITEAM-

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1 ROBÔ DESENVOLVIDO PARA O RESGATE DA VÍTIMA DA OBR - EQUIPE PALITEAM- Iuri Everton Reis de Sousa¹, Jorge Luiz Henriques de Araújo Júnior¹, Luísa Souza Moura¹, Lucas Oliveira Lima¹, Filipe Soares Câncio¹, Jaime Santos Filho². Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia da Bahia, Campus Vitória da Conquista. Avenida Amazonas , Zabelê Vitória da Conquista - BA, (77) Resumo O projeto consiste na criação de um robô de resgate, utilizando a plataforma Arduino, para participação da Olimpíada Brasileira de Robótica (OBR), na modalidade prática nivel 2. De forma autônoma, deve percorrer uma pista dividida em três salas e completar a missão de resgatar uma vítima. A simulação consiste em, primeiramente, seguir uma linha que indica o caminho, desviando de obstáculos, ultrapassando gaps e redutores de velocidade, além de decidir o caminho a ser tomado frente à uma encruzilhada. Em seguida, o robô deve subir uma rampa, também demarcada por uma linha, que leva à terceira e última sala. Nesse momento, o robô deve se orientar sem o auxílio de uma linha, sendo capaz de encontrar as vítimas e levá-las a um local seguro. Através do uso de motores, sensores e outros equipamentos eletrônicos, o robô deve simular o percurso para o salvamento de uma vítima em meio a uma catástrofe. Abstract: The project consists in creating a rescue robot using the platform Arduino, to the participation of the Olimpíada Brasileira de Robótica (OBR), practice mode, rescue II. Autonomously, it should roam a track divided in three rooms and complete the mission of rescuing a victim. The simulation consists in, first, following a line, which indicates the path, dodging obstacles, overpassing gaps and speed reducers, also deciding the path that should be taken in a crossroad. After that, the robot must drive itself up on a ramp, also demarcated by a line, which leads to the third and last room. In this moment, the robot must orientate itself without the support of a line, being able to find the victims and take them to a safe place. With the use of motors, sensors and other electronic equipments, the robot must simulate the route to save a victim in a catastrophe. Keywords: Robotics, OBR, Simulation, Rescue, Arduino. Palavras Chaves: Robótica, OBR, Simulação, Resgate, Arduino.

2 1.INTRODUÇÃO Atualmente, é possível notar que, por toda a parte, o uso das tecnologias no nosso dia a dia tem se intensificado, e muito. Para que haja essa ampliação no uso, é necessário que haja, também, um desenvolvimento na área. Apesar de todo o avanço até o momento, sempre é possível aliar novos conhecimentos, técnicas e materiais para inovar, construir algo novo, seja para facilitar a comunicação e o transporte, para ajudar no dia a dia ou até mesmo como forma de entretenimento. Tendo isso em vista, a robótica pode ser posta como uma das bases do progresso, acelerando o processo e servindo de alavanca para o conhecimento. A melhor maneira de prever o futuro é construí-lo, já dizia o pensador austríaco Peter Drucker. É exatamente essa a nossa proposta, construir o futuro, ou pelo menos um pequeno protótipo que representa o potencial do que nos aguarda e, assim, prever o que ainda está por vir. Nesse viés, foi construído um robô que simula o resgate de uma vítima e, quando aprimorado, poderá deixar de ser apenas um simulador e passar a agir em desastres reais. Por hora, ele apenas anda por um pequeno trecho com o caminho demarcado por uma linha para salvar uma bolinha de isopor, mas poderá ser desenvolvido para que possa acessar caminhos difíceis ou impossíveis aos humanos e além de salvar a vida de muitas pessoas, possa também evitar possíveis perigos para aqueles que hoje são responsáveis pelo resgate. Carinhosamente apelidado de Wood, o robô participará da Olimpíada Brasileira de Robótica (OBR) modalidade prática resgate II, que consiste justamente nessa simulação. Para a construção de tal, foram utilizados sensores, motores, equipamentos eletrônicos (sendo o principal deles, o Arduíno que é o microcontrolador-cerébro do robô que funciona como núcleo de processamentos dos programas feitos pela equipe). Através da construção do protótipo sobre a plataforma Arduíno foi possível a exposição de todos os membros da equipe a uma série de conhecimentos, experimentos e aprendizados que permitiram a aquisição de novos conceitos e o aprimoramento de técnicas. O presente artigo descorre sobre os métodos que a equipe utilizou para superar as dificuldades advindas do desafio proposto. Para tanto, o artigo está encadeado da seguinte maneira: na seção 2 são apresentadas informações quanto a estrutura do robô.o trabalho abordado encontra-se na seção 3. A utilização de software e processo de programação está explanada na seção 4.Métodos e materiais utilizados estão contidos na seção 5.Na seção 6 encontram-se as discussões e, por fim, as conclusões na seção 7. 2.ESTRUTURA DO ROBÔ O robô apesar de ser intitulado Wood (madeira em Inglês), não é feito de madeira, e sim do material denominado alumínio composto (ACM) obtido gratuitamente em uma gráfica local. O alumínio composto foi escolhido como base da estrutura do robô, pois o mesmo é um material leve (fazendo com que os motores realizem menos esforço no deslocamento) e ao mesmo tempo duro e resistente (fazendo com que os componentes alocados no robô e o mesmo fique estável).ainda é importante destacar que apesar ACM ser duro e resistente o mesmo pode ser facilmente deformado com ferramentas mecânicas específicas, e isto é importante, já que se fez necessário a acoplação de parafusos, por exemplo, na estrutura. O alumínio composto ainda é interessante pois além das qualidades citadas o mesmo ainda é fino, o que deixa o projeto compacto e é disponível em várias cores, o que faz com que os projetos fiquem elegantes. 2.1 A GARRA O princípio de todas as garras estão em utilizar de motores para que as mesma realizem suas funções. A garra desenvolvida pela equipe possuí 2 motores

3 servos que suportam, cada um, 9 gramas. A estrutura da garra foi confeccionada a partir de palitos de picolé, que foram minuciosamente cortados e manipulados, para que então se obtivesse a garra. 3.O TRABALHO PROPOSTO O Wood, robô que foi desenvolvido pela equipe de robótica Paliteam, composta de quatro alunos do ensino médio técnico integrado que tem como objetivo principal operar o resgate de uma vítima, representada por um bola de isopor coberta por papel alumínio de 3cm de diâmetro, em um terreno hostil, arena de mdf com diversos obstáculos de forma autônoma. Como o percurso é repleto de desafios o robô tinha como intuito obter as menores dimensões e o menor custo para evitar dificuldades e finalizar a prova com um ótimo desempenho. Para a construção do robô a equipe explorou principalmente as áreas de programação, mecânica e eletrônica (estes conhecimentos são muito relevantes pois os mesmos auxiliam e estão atrelados com matérias técnicas do ensino técnico integrado). Optamos por utilizar um Arduino Mega 2560 para controlar o Wood, já que é acessível, intuitivo e com o número de portas atende bem as demandas do projeto. Para o movimento utilizamos um kit Track & Wheel set e um Twin Motor Gearbox ambos da Tamyia que foram disponibilizados pela instituição. E claro, sensores capazes de identificar as linhas também foram empregados, sendo os modelos, o TCS230 (sensor de cor) e o TCRT5000 (sensor digital de refletância). Os sensores ultrassônicos HC-SR04 foram utilizados para identificação de objetos em torno do robô. 4.PROGRAMAÇÃO LÓGICA A lógica do robô seguidor de linha está na utilização de sensores para completar trajetos com linhas no piso e obstáculos. Para que ele possa se locomover sobre a trajetória tem que haver linhas dispostas no piso, tendo o robô a percepção de acionar o sensor e reconhecer o caminho, fazendo suas escolhas lógicas apropriadas às condições no qual se encontra. A lógica dos sensores, feita com a plataforma de desenvolvimento para Arduino (Arduino software que utiliza linguagem de programação semelhante a C), funciona da seguinte maneira: se um sensor de refletância X identificar linha preta e o outro sensor Y identificar branca, logo o robô se desloca para o lado de X. Consequentemente se o sensor Y identificar a cor preta e o sensor X identificar a cor branca, logo o robô se desloca para Y e assim contínua sua lógica em cadeia. Quando todos os sensores de refletância identificam faixas pretas, conclui-se que há uma encruzilhada, portanto o robô deve prosseguir em frente. Sensores de cor são utilizados para identificação de faixas coloridas, como uma faixa verde por exemplo, que no caso da prova da OBR, possuem prioridade sobre as pretas (a lógica das faixas verdes são declaradas igualmente as de faixas pretas). Os sensores de cor são utilizados pois os sensores de refletância identificam somente as cores preto e branco. Para que a máquina desvie dos obstáculos no trajeto, acionamse os sensores ultrassônicos que usam a distância para perceber o obstáculo e logo o robô entra em uma condição para desviar do empecilho e seguir o caminho. Na sala três, há a presença da faixa prateada, da qual intitula a sala que irá acontecer o resgate. Neste momento o protótipo entra numa situação crucial, pois não se sabe o número de vítimas a serem resgatadas, onde estão dispostas e nem onde se localiza a área de evacuação. Portanto o robô entra na condição de usar o sensor ultrassônico para capturar as vítimas com a garra e encontrar a área de evacuação. Logo o percurso acaba, e há o

4 desligamento automático do robô autônomo, após o mesmo depositar as bolas na área de evacuação. O programa executado pelo robô foi testado e corrigido após os testes. 5.MATERIAIS E MÉTODOS 6.RESULTADOS E DISCUSSÃO Logo após a montagem do robô e a programação do mesmo, o grupo de alunos começou a realizar os testes e ajustes necessários. Os testes que os mesmos fizeram, se convergiam no cumprimento regular do circuito do seguidor de linha, incluindo curvas, desvios e encruzilhadas, e principalmente, o resgate da vítima. Sendo assim, eles utilizaram o laboratório do T.I. pertencente ao IFBA - Campus Vitória da Conquista como local de construção do robô e da execução de testes, e montaram uma pista de MDF que continha linhas pretas correspondentes ás necessárias para os testes. O grupo completo dos alunos, em um total de quatro pessoas, começou a realizar os teste e encontrar falhas (principalmente problemas de programação) ou problemas estruturais (atrito nas rodas) do robô. Utilizaram a pista em que o objetivo do robô era seguir a linha preta completa realizando desvios, encruzilhadas e gaps (espaços sem linha preta) e resgatar a vítima no final. Depois de realizados os testes, os resultados foram anotados em um documento para futuramente corrigi-los. Os alunos fizeram testes de estrutura como o da tração para saber qual força e velocidade necessária para completar obstáculos (rampa), e outros testes para verificar a aderência das esteiras e verificar o centro de gravidade e o balanceamento das rodas, para evitar que um lado não seja mais livre (atrito) em relação ao outro. Após verificarem a estrutura, começaram a realizar testes com os equipamentos mais precisos, verificando assim a luminosidade identificada pelos sensores, o distanciamento dos sensores para o valor reconhecido, o funcionamento da garra, o averiguamento do sensor infravermelho e a testificação de que a programação estava apta para. Ao finalizar a etapa de teste o grupo de alunos obteram algumas divergências com suas ideias iniciais, como por exemplo, o fato de que os sensores de cor em sua programação não podem possuir uma configuração fixa sendo a mesma dependente da iluminação ambiente; a garra em certos momentos ficava pesada demais para o mecanismo que possui um único motor elevar, e ao observar esse problema os alunos sugeriram a adição de mais um motor para o mecanismo. As dimensões sugeridas na tabela X foram adequadas para a conclusão da prova, contudo a mesma apresentou dificuldades para o armazenamento de todos os equipamentos ficando de difícil acesso realizar modificações no robô, e com isto teve-se que realizar outras modificações estruturais na garra para que a mesma ficasse então apta para adaptações na estrutura do robô, além de por fim, realizar um trabalho eficiente. Todos os integrantes da equipe fortaleceram os laços sociais e aumentaram as suas notas curriculares por meio do incentivo da robótica, além de ampliarem os conhecimentos e obterem o sentimento de grande recompensa por tal trabalho. Imagem 1 Wood construído com seus componente

5 7.CONCLUSÕES A partir do desenvolvimento do projeto, foi possível a aquisição de diversos novos conhecimentos, conteúdos, técnicas e habilidades, além da possibilidade de pôr em prática todas as novas descobertas a fim de chegar ao resultado esperado. Foi despertada a curiosidade e a vontade de inovar e aprender ainda mais, para que possamos não só desenvolver protótipos simuladores, mas sim robôs capazes de ajudar pessoas e solucionar problemas. Concluímos, então, que a construção do robô Wood foi muito mais que um mero projeto, foi uma forma de integrar, incentivar e aprender. TABELA 1 DIMENSÕES DO ROBÔ COMPRIMENTO ALTURA LARGURA 8.REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS GOMES, O. S. M. ET AL. ROBÔ SEGUIDOR DE LINHA PARA COMPETIÇÕES. DISPONÍVEL EM S._M._ET_AL._ROB%C3%B4_SEGUIDOR_DE_LINHA_ PARA_COMPETI%C3%A7%C3%B5ES_7. EM 10 DE JUNHO DE ACESSADO MALVINO, ALBERT PAUL. (1997) ELETRÔNICA: VOLUME 1, 4ED. PEARSON MAKRON BOOKS. SÃO PAULO SP. GUSSOW, MILTON. ELETRICIDADE BÁSICA. 2.ED. SÃO PAULO: MAKRON BOOKS, 2004.