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Título: Análise de aspectos de construção, atrito e comunicação de robô ápode bioinspirado
Autor(es): Rocha, Gabriel Baliza
Orientador(es): Koike, Carla Maria Chagas e Cavalcante
Coorientador(es): Viana, Dianne Magalhães
Assunto: Robótica
Protótipos
Robôs
Data de apresentação: 25-Jul-2023
Data de publicação: 8-Jul-2024
Referência: ROCHA, Gabriel Baliza. Algoritmos de aprendizado profundo para detecção de osteoporose em imagens odontológicas. 2023. 68 f., il. Trabalho de conclusão de curso (Bacharelado em Engenharia Mecatrônica) — Universidade de Brasília, Brasília, 2023.
Resumo: Uma forma de desenvolver novos produtos e avanços científicos é buscar inspiração na natureza. O ato de observar animais, plantas e outros seres vivos para buscar inspiração e solucionar problemas é chamado biomimética. Entre os vários produtos que já foram desenvolvidos com essa técnica estão robôs cobra. Serpentes são animais fascinantes que apesar de não possuírem membros conseguem se locomover de maneira eficiente, em diversos tipos de terreno. Essa capacidade de locomoção é muito útil em situações na qual pessoas, ou robôs que utilizem rodas, não seriam capazes de entrar, como missões espaciais, locais com escombros após desastres e inspeção de tubos, por exemplo. Um fator importante para permitir a movimentação desses robôs é a necessidade de um atrito anisotrópico, alcançado por cobras pelas suas escamas, cuja função é de difícil replicação em robôs. Unindo tudo isso à robótica modular é possível criar robôs longos, eficientes, e adaptados à necessidade do ambiente. O objetivo deste trabalho consiste em propor soluções para o desenvolvimento de um protótipo de robô modular bio-inspirado em serpentes, a partir da análise dos aspectos de atrito, de construção do módulo e de protocolos de comunicação. Para avaliar o atrito foram realizados testes de escorregamento, com a contagem de frames para avaliar a passagem de tempo e a partir do tempo de escorregamento foram calculados os coeficientes de atrito de diferentes elementos, chamados ”placas de atrito“ em diferentes direções. Foi observado que uma placa rígida não é suficiente para obter a anisotropia desejada, então é proposta uma solução baseada na literatura. A estrutura física do robô foi analisada e foram propostas alterações, essas feitas em CAD para posterior fabricação. Por fim, a comunicação entre módulos foi desenvolvida baseada em um protocolo já existente, o I2C, e testada utilizando equipamentos de bancada, como fontes de tensão/corrente e protoboard.
Abstract: One way to develop new products and scientific advances is to seek inspiration from nature. The act of looking at animals, plants, and other living things to seek inspiration and solve problems is called biomimicry. Among the many products that have already been developed using this technique are snake robots. Snakes are fascinating animals that, despite not having limbs, manage to move efficiently in different types of terrain. Its locomotion capability is very useful in situations where people, or robots that use wheels, would not be able to enter, such as space missions, places with rubble after disasters, and pipe inspection, for example. An important factor to allow these robots to move is the need for anisotropic friction, achieved by snakes through their scales, whose function is difficult to replicate in robots. Combining all this with modular robotics, it is possible to create long, efficient robots adapted to its needs and to the environment. The objective of this work is to propose solutions for the development of a prototype of a modular robot bio-inspired by snakes, based on the analysis of friction aspects, module construction and communication protocols. To evaluate the friction, slip tests were performed, with the measurement of each frame to evaluate the passage of time and calculate the movement time, the coefficients of friction of different elements, called ”friction plates“, in different directions. It was observed that a rigid plate is not enough to obtain the desired anisotropy, so a solution based on the literature is proposed. The physical structure of the robot was analyzed and changes were proposed, these are made in CAD for later manufacture. Finally, the communication between modules was developed based on an existing protocol, the I2C, and tested using lab equipments, such as current and voltage sources and protoboards.
Informações adicionais: Trabalho de conclusão de curso (graduação) — Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, 2023.
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