robótica inteligente - wait4osorio.wait4.org/oldsite/palestras/semin-robotica.pdf · robótica...
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UNISINOS Curso de Engenharia da Computação Curso de Ciências da ComputaçãoMestrado em Computação Aplicada - PIPCAGrupo de inteligência Artificial – GIA / PIPCA - UnisinosGrupo de Computação Gráfica, Proc. de Imagens e Visão – GRAFITE / PIPCA - Unisinos
GIA / PIPCAGRAFITE / PIPCA
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Robótica InteligenteRobótica Inteligente:<; = > ?<@$; ?<A B�; C D<C E =�F$G H�; I =J K L'M N O P Q R Q S T Q U!V W X Y X R Z [ \ T R T \ Q R Z ] S^�_ ` P a Y Y b P c c d<d<d Z T \ e Z [ \ T R T \ Q R Z ] S c f Q R Q S T Q cg h O M ` h i M j h i _ k lm i h n o p�i o q<j _ O L'h'g _ r s N t�u v V v a T \ U!V W X Y X R Z [ \ T R T \ Q R Z ] Sm i h n o p�i o g s i N k w N M t�x _ O ` _ iyu z V { ] V S U!V { V Y S T v X Z [ \ T R T \ Q R Z ] Sm i h n o p�i o g O | } j N h�~ } t ���<� [ \ � U$V W X Y X R Z [ \ T R T \ Q R Z ] Sm i h n o �!o � r o � M i O _ N �<_ N t _ t�u e X S { V T U!V W X Y X R Z [ \ T R T \ Q R Z ] S�!o � r o � } O N h�� _ t j _ i���Y [ { T Q U!T \ � [ R Z [ \ T R T \ Q R Z ] S�!o � r o q<j N O � M�^'M � t _ i�u X � T { V X U$V W X Y X R Z [ \ T R T \ Q R Z ] S
�GIA / PIPCA
GRAFITE / PIPCA
Grupo de Inteligência ArtificialGrupo de Inteligência ArtificialGrupo de Veículos AutônomosGrupo de Veículos Autônomos
Atividades: Robótica, Visão e Automação Inteligente
• Robótica: Manipuladores [Braços Robóticos]• Robótica: Robôs Móveis Autônomos - Simulação / Controle• Robótica: Veículos Autônomos• Visão Artificial e Processamento de Imagens• Interface: Reconhecimento de Voz e de Gestos
Técnicas:
• Modelagem, Simulação e Implementação Práticade Processos Computacionais e de Inteligência Artificial
• Rede Neurais Artificiais• Lógica Nebulosa• Algoritmos Genéticos• Multi-Agentes• Machine Learning• Processamento Gráfico e de Sinais
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GRAFITE / PIPCA
Atividades: Robótica, Visão e Automação Inteligente
• Robótica: Manipuladores• Robótica: Simulação• Robótica: Veículos• Visão Artificial e Processamento de Imagens• Reconhecimento de Voz
Técnicas:
• Modelagem e Simulação de Processos Computacionais e de Inteligência Artificial
• Rede Neurais• Lógica Nebulosa• Multi-Agentes• Machine Learning• Processamento Gráfico e de Sinais
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Grupo de Inteligência ArtificialGrupo de Inteligência ArtificialGrupo de Veículos AutônomosGrupo de Veículos Autônomos
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GRAFITE / PIPCA
Atividades: Robótica, Visão e Automação Inteligente
• Robótica: Manipuladores•Robótica: Simulação• Robótica: Veículos• Visão Artificial e Processamento de Imagens• Reconhecimento de Voz
Técnicas:
• Modelagem e Simulação de Processos Computacionais e de Inteligência Artificial
• Rede Neurais• Lógica Nebulosa• Multi-Agentes• Machine Learning• Processamento Gráfico e de Sinais
Grupo de Inteligência ArtificialGrupo de Inteligência ArtificialGrupo de Veículos AutônomosGrupo de Veículos Autônomos
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GRAFITE / PIPCA
Atividades: Robótica, Visão e Automação Inteligente
• Robótica: Manipuladores• Robótica: Robôs Móveis Autônomos - Simulação / Controle Robótica: Veículos• Visão Artificial e Processamento de Imagens• Reconhecimento de Voz
Técnicas:
• Modelagem e Simulação de Processos Computacionais e de Inteligência Artificial
• Rede Neurais• Lógica Nebulosa• Multi-Agentes• Machine Learning• Processamento Gráfico e de Sinais
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Grupo de Inteligência ArtificialGrupo de Inteligência ArtificialGrupo de Veículos AutônomosGrupo de Veículos Autônomos
Simulador do
KheperaRobô Khepera
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GRAFITE / PIPCA
Atividades: Robótica, Visão e Automação Inteligente
• Robótica: Manipuladores• Robótica: Robôs Móveis Autônomos - Simulação / Controle Robótica: Veículos• Visão Artificial e Processamento de Imagens• Reconhecimento de Voz
Técnicas:
• Modelagem e Simulação de Processos Computacionais e de Inteligência Artificial
• Rede Neurais• Lógica Nebulosa• Multi-Agentes• Machine Learning• Processamento Gráfico e de Sinais
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Grupo de Inteligência ArtificialGrupo de Inteligência ArtificialGrupo de Veículos AutônomosGrupo de Veículos Autônomos
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GRAFITE / PIPCA
Atividades:
• Robótica: Manipuladores• Robótica: Simulação• Robótica: Veículos•Visão Artificial e Processamento de Imagens:
• Reconhecimento de Padrões• Reconhecimento de Placas de Carros• Reconhecimento de Assinaturas• Processamento de Imagens de Satélite (CBERS)• Tratamento de Imagens• Reconhecimento de Gestos
• Interação Homem-Máquina: Voz, Processamento de Linguagem Natural• Análise, Previsão e Estimativas Econômicas• Mineração de Dados
Técnicas:
• Modelagem e Simulação de Processos Computacionais e de Inteligência Artificial• Rede Neurais, Lógica Nebulosa, Multi-Agentes, Machine Learning, Data-Mining,...� � � ¡ � � ¢ � £ � � � � � �y¤ � ¥ � � � ¦ ¥ � § ¥ ¨ �
Grupo de Inteligência ArtificialGrupo de Inteligência ArtificialGrupo de Veículos AutônomosGrupo de Veículos Autônomos
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GRAFITE / PIPCA
Atividades: Robótica, Visão e Automação Inteligente
• Robótica: Manipuladores• Robótica: Simulação• Robótica: Veículos• Visão Artificial e Processamento de Imagens• Reconhecimento de Voz
Técnicas:
• Modelagem e Simulação de Processos Computacionais e de Inteligência Artificial
• Rede Neurais• Lógica Nebulosa• Multi-Agentes• Machine Learning• Processamento Gráfico e de Sinais
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Grupo de Inteligência ArtificialGrupo de Inteligência ArtificialGrupo de Veículos AutônomosGrupo de Veículos Autônomos
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GRAFITE / PIPCA
Atividades: Robótica, Visão e Automação Inteligente
• Robótica: Manipuladores• Robótica: Simulação• Robótica: Veículos• Visão Artificial e Processamento de Imagens• Reconhecimento de Voz e de Gestos
Técnicas:
• Modelagem e Simulação de Processos Computacionais e de Inteligência Artificial
• Rede Neurais• Lógica Nebulosa• Multi-Agentes• Machine Learning• Processamento Gráfico e de Sinais
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Grupo de Inteligência ArtificialGrupo de Inteligência ArtificialGrupo de Veículos AutônomosGrupo de Veículos Autônomos
Detecção de PeleReconhecimentode Gestos
Reconhecimentode Assinaturas
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GRAFITE / PIPCA
Robótica Móvel !!!Robótica Móvel !!!
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GRAFITE / PIPCA
Robótica Autônoma!Robótica Autônoma! Robótica Inteligente!Robótica Inteligente!Temas Principais:
• Inteligência em Robôs
• Sensores e Atuadores
• Modelos Sensoriais• Modelos Cinemáticos / Físico
• Controle Robótico: Reativo, DeliberativoHierárquico e Híbrido
• Mapas do Ambiente:• Construção de Mapas• Planejamento de Trajetórias• Navegação Robótica
• Problemas: • Desvio de Obstáculos• Posicionamento
Controle Robusto Híbrido>> Robótica Inteligente <<
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GRAFITE / PIPCA
1. Robôs Móveis Tele-Comandados2. Robôs Móveis Semi-Autônomos3. Robôs Móveis Autônomos
Robótica InteligenteRobótica Inteligente
Inteligência e RobóticaInteligência e Robótica
* Capacidade de Agir* Planejamento das Ações* Capacidade de Sentir o Ambiente* Reação: Integração Sensorial-Motora* Previsão: Ambiente, Comportamento, Interação* Aprendizado e Adaptação* Robustez: Situações Imprevistas
=> Por onde começar?
1. Modelar os sensores, atuadores e o comportamento do robô
2. Simular o robô, validando os modelos3. Controlar o robô real em um ambiente real
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1. Robôs Móveis Tele-Comandados2. Robôs Móveis Semi-Autônomos3. Robôs Móveis Autônomos
Robótica InteligenteRobótica Inteligente
Inteligência e RobóticaInteligência e Robótica
* Capacidade de Agir* Planejamento das Ações* Capacidade de Sentir o Ambiente* Reação: Integração Sensorial-Motora* Previsão: Ambiente, Comportamento, Interação* Aprendizado e Adaptação* Robustez: Situações Imprevistas
=> Por onde começar?
1. Modelar os sensores, atuadores e o comportamento do robô
2. Simular o robô, validando os modelos3. Controlar o robô real em um ambiente real
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GRAFITE / PIPCA
Robótica InteligenteRobótica Inteligente
Sensores e AtuadoresSensores e AtuadoresÀ Á Â Ã Ä ÅyÆ Â Ç Å È É Ê�Á Å Ë'Á Ì Í Ä<ÎÏ Á Ç Ì Á Ð Ñ Ä�Ò È�Ó Ô Õ
Ï Á Ì È Ö Ñ Ä�Á Â × Å Á�Ä'Ø Â Ù Ô Ì ÄÒ Á�Ú Â Û Ú Ò Ü Â Û Ú È�Ò È�Ì Ô ÕÁ�È�Ë'Á Ò Ú Ò È�Ò Á'Ò Ú Ã × Ø Â Û Ú ÈÒ Ä�Ä Ý Ã × Þ Û Ô Ì Ä�Ä Ý Ã Á Å ß È Ò È
à á â ã ä å<æ â ç å è é ê á å ë�á ì í ä îï á ç ì á ð ñ ä�ò�ó�è ô á å õ è ìSensores: Diferença de resposta entrediferentes componentes do mesmo tiposujeitos as mesmas condições (qualidade)
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Robótica InteligenteRobótica Inteligente
Sensores e AtuadoresSensores e Atuadores
ATUADORES
• Aceleração
• Limite de Velocidade
• Inércia
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Robótica InteligenteRobótica Inteligente
Sensores e AtuadoresSensores e AtuadoresModelo Cinemático:
• Diferencial
• Aeckerman
θ
X
Y
φ
θ = V / L * Sin (Φ) X = V * Cos (Φ) * Cos (θ)Y = V * Cos (Φ) * Cos (θ)
C0
C1
C2 C3
C4
C5
C7 C6
M1 M2
Diferencial
Aeckerman
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GRAFITE / PIPCA
Robótica InteligenteRobótica Inteligente
Controle / SimulaçãoControle / Simulação
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GRAFITE / PIPCA
Controle / SimulaçãoControle / SimulaçãoRobótica InteligenteRobótica Inteligente
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GRAFITE / PIPCA
Controle / SimulaçãoControle / SimulaçãoRobótica InteligenteRobótica Inteligente
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GRAFITE / PIPCARobótica InteligenteRobótica InteligenteControle Robusto Híbrido Controle Robusto Híbrido -- SimRob3DSimRob3D
Simulação em Ambiente com Obstáculos Móveis
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GRAFITE / PIPCARobótica InteligenteRobótica InteligenteControle Robusto Híbrido Controle Robusto Híbrido -- SimRob3DSimRob3D
Ambiente Tridimensional Complexo com Texturas
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GRAFITE / PIPCA
Perspectivas...Perspectivas...Robótica InteligenteRobótica Inteligente
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Sistemas de Navegação Visual para Robôs:
Imagem CapturadaPelo Robô
Sequência de Imagens previamente Armazenadas(Rota de Navegação Visual)
Correlação entre Imagens da BI e ICRGeração de Comando:Esquerda, Direita ou Avançar
Andersen, Claus S.; Jones, Stephen D.; Crowley, James L.. Appearance Based Processes for Visual Navigation. Proceedingsof the 5th International Symposium on Intelligent Robotic Systems, SIRS’97, pages 227-236. Royal Institute of Technology,Stockholm, Sweden, 8-11 July 1997.
Perspectivas...Perspectivas...Robótica InteligenteRobótica Inteligente
A B
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Robótica InteligenteRobótica Inteligentet+8 ' u v+w�8 v+x *�8 - >+- 1 'E2�% y�8 $ 'z { |�} ~ � � � � � � ~ � � � � } � } � � � � ~ � ~ � � � � � ���� � � � � � � � � � ���+��� ~ � � � � � ~ � ~ � � � � � � � � � � � � ~ � �
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Vídeos & DemosVídeos & Demos