Design and Implementation of Electronic Architecture for Cloud Robotics and Human-Robot-Environment Interaction Strategy Applied to SmartWalker
Nome: JOELSON DE CARVALHO ROCHA JÚNIOR
Tipo: Dissertação de mestrado acadêmico
Data de publicação: 13/12/2021
Orientador:
Nome |
Papel |
|---|---|
| ANSELMO FRIZERA NETO | Orientador |
| RICARDO CARMINATI DE MELLO | Co-orientador |
Banca:
| Nome |
Papel |
|---|---|
| ANSELMO FRIZERA NETO | Orientador |
| CAMILO ARTURO RODRIGUEZ DIAZ | Examinador Interno |
| PABLO JAVIER ALSINA | Examinador Externo |
| RICARDO CARMINATI DE MELLO | Coorientador |
Resumo: Técnicas para interação Humano-Robô-Ambiente permitem compartilhar o controle entre dispositivos assistivos, como andadores inteligentes, e seus usuários, levando em consideração a intenção de movimento humana e ambientes dinâmicos compostos por objetos e pessoas. Andadores inteligentes são robôs de serviço equipados com uma série de sensores e aturadores e têm finalidade de promover assistência à locomoção para pessoas com alguma limitação de movimento. A complexidade dos algoritmos utilizados para processar todos os dados aquisitados através dos sensores impulsionou pesquisadores a estudarem e explorarem conceitos de computação em nuvem, conhecidos como paradigmas de robótica em nuvem. Esta dissertação apresenta a modelagem e o devenvolvimento de uma arquitetura
eletrônica para robótica em nuvem aplicada a um andador robótico. Através desta, o dispositivo robótico, chamado de UFES CloudWalker de agora em diante, é capaz de aquisitar e transferir dados para uma máquina virtual robusta que processa e converte-os em sinais de controle para os atuadores do robô. Esta dissertação de mestrado também apresenta um estudo dos andadores como dispositivos assistivos, bem como, estratégias de controle baseadas na interação entre humano, dispositivo robótico e ambiente. Mais a frente, desenvolvemos uma estratégia de interação robô-ambiente que foi avaliada em simulação e validada em ambiente real. Os resultados obtidos mostraram a confiabilidade dessa estratégia e nos levaram ao desenvolvimento de uma estratégia de interação humano-robô-ambiente no mesmo robô,
através da detecção e rastreio das pernas do usuário. Finalmente, nós validamos esta estratégia no mundo real com obstáculos dinâmicos e estáticos. Os resultados mostram que o UFES CloudWalker é capaz de se adaptar às mudanças realizadas no ambiente e às intenções de movimento do usuário.
Palavras-chave: Interação Humano-robô-Ambiente. Dispositivos Assistivos.
Andadores Inteligentes. Robótica em nuvem. UFES CloudWalker
