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Área de concentração: 55134 - Ciências de Computação e Matemática Computacional

Criação: 15/02/2021

Nº de créditos: 6

Carga horária:

Teórica Por semana	Prática Por semana	Estudos Por semana	Duração	Total
3	3	9	6 Semanas	90 Horas

Docentes responsáveis:

Denis Fernando Wolf
Fernando Santos Osório

Objetivos:

Esta disciplina aborda temas relacionados com as pesquisas atuais na área de robótica móvel. Serão apresentados conceitos iniciais sobre sensores, atuadores e comportamentos inteligentes robóticos, seguido de arquiteturas robustas de controle em robótica móvel, bem como tópicos mais avançados abordando: técnicas inteligentes para controle robusto, mapas, auto-localização, planejamento de trajetórias e estratégias de ação, navegação autônoma de sistemas móveis em ambientes com obstáculos estáticos e dinâmicos, e execução de tarefas complexas. Os alunos irão desenvolver aplicações práticas de controle de robôs móveis através do uso de simuladores e de robôs reais, fazendo uso de sensores mais avançados (e.g. laser-scan/LIDAR, dados
3D/PointClouds, sistemas de visão, GPS).

Justificativa:

A robótica móvel é uma área de pesquisa multidisciplinar e relativamente recente, na qual o maior desafio é o desenvolvimento de robôs móveis autônomos, que sejam capazes de interagir com o ambiente e tomar decisões corretas para que suas tarefas sejam executadas com êxito. Esta disciplina apresenta algoritmos, métodos e trabalhos de pesquisa do estado-da-arte em robótica móvel, tornando-se muito importante na formação de conhecimentos de base e mais aprofundados da área para pesquisadores e profissionais que pretendem se especializar nessa área. Dessa forma, é fundamental a existência de disciplinas que abordem os aspectos teóricos e práticos desse vasto campo de pesquisa.

Conteúdo:

- Conceitos sobre robôs móveis autônomos: percepção e ação, sensores e atuadores simples e avançados. Uso de sensores do tipo Laser-Scan, sistemas baseados em câmeras (visão computacional para robótica), percepção 3D, sistemas de localização baseados em Odometria, GPS e IMU;
- Arquiteturas e sistemas de controle robusto para robôs móveis: arquiteturas reativas, deliberativas e híbridas;
- Planejamento e navegação com controle da localização, evitando colisões com obstáculos estáticos (conhecidos ou desconhecidos) e com obstáculos móveis;
- Navegação baseada em marcos (landmarks);
- Construção e uso de mapas de ocupação (grid), geométricos, topológicos e semânticos. SLAM;
- Projeto, implementação, teste e validação de sistemas de controle em robôs simulados e robôs reais;
- Projeto de sistemas robóticos embarcados: integração hardware e software;
- Veículos inteligentes e autônomos.

Forma de avaliação:

Poderão ser aplicados os seguintes instrumentos de avaliação:
- Prova e/ou apresentação seminários e relatórios; e
- Desenvolvimento de atividades práticas de

Observação:

Nenhuma.

Bibliografia:

Fundamentais:
[1] GREGORY DUDEK, MICHAEL JENKIN (2000), Computational Principles of Mobile Robotics, MIT
Press, ISBN: 052156876-5, 294 páginas.
[2] ROLAND SIEGWART, ILLAH R. NOURBAKHSH (2004), Introduction to Autonomous Mobile Robots,
MIT Press, ISBN: 026219502-X, 335 páginas
[3] SEBASTIAN THRUN, WOLFRAM BURGARD, DIETER FOX (2005), Probabilistic Robotics, MIT Press,
ISNB: 026220162-3, 667 páginas.
[4] ROMERO, R. A. F.; SILVA JÚNIOR, E. P.; OSÓRIO, F. S.; WOLF, D. F. (Eds). Robótica Móvel. 1 ed.
Rio de Janeiro: LTC, 2014.

Complementares:
[5] HOWIE CHOSET, KEVIN M. LYNCH, SETH HUTCHINSON, GEORGE KANTOR, WOLFRAM BURGARD,
LYDIA E. KAVRAKI, SEBASTIAN THRUN (2005), Principles of Robot Motion: Theory, Algorithms, and
Implementations, MIT Press, ISNB: 026203327-5, 625 páginas.
[6] MAJA J. MATARIC (2007), The Robotics Primer, Maja J. Mataric, MIT Press, ISBN: 026263354-X,
288 páginas (Versão em português também disponível).
[7] PLAYER/STAGE/GAZEBO – Software tools for robot and sensors applications,
http://playerstage.sourceforge.net/.
[8] ROS - Robot Operating System (Open Source Platform). http://www.ros.org/ (21.12.2020)
[9] CoppeliaSim / V-REP - Virtual Robot Experimentation Platform (Simulator),
http://www.coppeliarobotics.com/ (21.12.2020)