CapÃtulo 1 : Robótica

O estudo da robótica baseia-se numa variedade de campos, incluindo a ciência da computação e a engenharia. O estudo do projeto, construção, operação e aplicações dos robôs é conhecido como robótica. O objetivo da robótica é criar dispositivos que possam servir e ajudar os seres humanos. A robótica é um campo interdisciplinar que reúne uma variedade de disciplinas, incluindo, entre outras, engenharia mecânica, engenharia elétrica, engenharia da informação, mecatrônica, eletrônica, bioengenharia, engenharia da computação, engenharia de controle, engenharia de software e matemática.

A robótica é o estudo e desenvolvimento de robôs concebidos para realizar tarefas tradicionalmente realizadas por pessoas. Há uma variedade de contextos em que os robôs podem ser utilizados por uma variedade de razões; No entanto, no mundo de hoje, a maioria dos robôs é utilizada em ambientes perigosos (como a inspeção de materiais radioativos e a deteção e desativação de bombas), processos de fabricação ou locais onde os seres humanos não podem sobreviver (por exemplo, no espaço, debaixo d'água, sob calor elevado e limpeza e contenção de materiais perigosos e radiação). Os robôs são capazes de assumir qualquer forma imaginável; no entanto, alguns são projetados para ter uma aparência humana. Espera-se que isso ajude na aceitabilidade dos robôs em certas atividades replicativas que são tipicamente realizadas por seres humanos. Esses robôs fazem um esforço para imitar atividades humanas, como andar, levantar, falar, cognição e qualquer outro comportamento humano. Um número significativo de robôs atuais obtém a sua motivação a partir de fenómenos naturais, o que ajuda a avançar no tema da robótica de inspiração biológica.

O funcionamento de determinados robôs depende da intervenção do operador, enquanto outros robôs podem realizar as suas tarefas de forma independente. Embora a ideia de construir robôs capazes de operar por conta própria já exista desde os tempos antigos, o século 20 foi a primeira vez que houve um aumento significativo no estudo sobre as capacidades dos robôs, bem como suas aplicações prospetivas. Ao longo da história, vários investigadores, inventores, engenheiros e técnicos assumiram repetidamente que os robôs um dia seriam capazes de se comportar de forma semelhante aos humanos e fazer atividades de uma forma análoga à forma como os humanos o fariam. A investigação, a conceção e a construção de novos robôs servem uma variedade de objetivos práticos, quer a nível nacional, económico ou militar. A robótica é uma disciplina que está a expandir-se a um ritmo acelerado hoje em dia, como resultado dos contínuos avanços tecnológicos. Explorar minas e naufrágios, desarmar explosivos, procurar sobreviventes em ruínas instáveis e localizar sobreviventes em ruínas instáveis são exemplos de ocupações que os humanos não deveriam estar fazendo, mas que os robôs devem realizar. Como ferramenta de ensino, a robótica também pode ser usada nos campos de estudo STEM (ciência, tecnologia, engenharia e matemática).

O termo robô foi a origem do campo de estudo conhecido como robótica.

que foi apresentado ao público pelo escritor checo Karel Capek na sua peça R.U.R.

(Rossum's Universal Robots), (Rossum's Universal Robots), Este foi lançado ao público em 1920.

onde apresentou pela primeira vez a ideia que mais tarde ficaria conhecida como "As Três Leis da Robótica".

No entanto, a primeira edição de "Liar!" foi lançada dez meses antes de "Runaround", quando foi publicada pela primeira vez.

Portanto, a primeira explicação é a que é mais utilizada.

Norbert Wiener propôs as ideias da cibernética no ano de 1948. Estes princípios são a base da robótica prática.

Foi só na segunda metade do século 20 que robôs totalmente autônomos fizeram sua estreia. Em 1961, o Unimate, que foi o primeiro robô a ser comandado digitalmente e programável, foi colocado em um processo de fundição sob pressão para remover pedaços quentes de metal da máquina e empilha-los. Os robôs comerciais e industriais são comuns no mundo de hoje e são utilizados para realizar tarefas a um custo mais baixo, com mais precisão e com maior confiabilidade do que as pessoas. Além disso, eles são usados em ocupações que são muito sujas, muito perigosas ou muito chatas para as pessoas se saírem bem. Os robôs têm uso generalizado em uma variedade de campos, incluindo, mas não limitado a: mineração, transporte, exploração da terra e do espaço, fabricação, montagem e embalagem

Os robôs têm uma grande variedade de formas e tamanhos, e as suas aplicações e configurações são tão variadas como as tarefas que realizam. Apesar de serem muito diferentes entre si em termos de aplicações e formas, todos eles são construídos usando os mesmos três componentes fundamentais:

Todo tipo de robô tem algum tipo de estrutura mecanizada, como um quadro, forma ou forma desenvolvida especificamente com a finalidade de executar uma determinada função. Por exemplo, trilhas de lagartas podem ser usadas em um robô que foi construído para atravessar terrenos com muita lama ou lama. A componente mecânica é sobretudo a resposta do criador para cumprir o trabalho que lhes foi dado e lidar com a física do mundo em que se encontram. Neste caso, a função dita a forma.

Os componentes elétricos dos robôs fornecem eletricidade à engrenagem e controlam a forma como esta é utilizada. Por exemplo, o robô que se move em trilhas de lagartas precisaria de algum tipo de eletricidade para fazer os pisos do rastreador se moverem. Esta potência é fornecida sob a forma de eletricidade, que para funcionar corretamente deve passar por um fio e ser derivada de uma bateria, que em conjunto compõem um circuito elétrico fundamental. Mesmo os dispositivos que obtêm a maior parte de sua energia a partir da gasolina ainda precisam de uma corrente elétrica para iniciar o processo de combustão. Esta é a razão pela qual a maioria dos equipamentos movidos a gasolina, como automóveis, usam baterias. Os componentes elétricos dos robôs são usados para movimento (através de motores), sensoriamento (onde impulsos elétricos são usados para monitorar coisas como calor, som, localização e status de energia) e operação. Os motores são os componentes mecânicos que permitem que os robôs se movam (os robôs precisam de algum nível de energia elétrica fornecida aos seus motores e sensores para ativar e executar operações básicas)

Todo e qualquer robô incorpora algum grau de código de computador programável. Um robô utilizará o seu software para determinar quando e como irá realizar uma tarefa. No caso da lagarta, um robô que tem que viajar por uma estrada lamacenta pode ter a estrutura mecânica apropriada e obter a quantidade apropriada de energia de sua bateria, mas não iria a lugar algum, a menos que fosse instruído a se mover por um software. É possível que um robô tenha um excelente design mecânico e elétrico, mas se o seu programa for criado indevidamente, o desempenho do robô será extremamente pobre. Os programas são o componente fundamental de um robô (ou ele pode não funcionar de todo). Os programas robóticos podem ser divididos em três categorias: controle remoto, inteligência artificial e híbrido. Um robô que está programado para operar por controlo remoto tem uma lista pré-determinada de ordens que só irá executar se e quando receber um sinal de uma fonte de controlo, que é frequentemente uma pessoa que opera o robô através de um dispositivo de controlo remoto. É possível que o campo da automação, e não da robótica, seja o mais adequado para aplicar o termo "robótica" a equipamentos que são controlados em grande parte por ordens humanas. Os robôs que empregam inteligência artificial são capazes de interagir com o ambiente por conta própria, sem a necessidade de uma fonte de controle externo. Esses robôs também podem usar a programação que já têm para decidir como responder aos itens e desafios com os quais se deparam. O termo "híbrido" refere-se a um estilo de programação de computadores que inclui elementos de inteligência artificial e controle remoto.

Este tipo de categorização está a tornar-se mais importante, uma vez que há cada vez mais robôs que são construídos para determinados trabalhos. Por exemplo, a maioria dos robôs atualmente no mercado destina-se a tarefas de montagem, o que pode dificultar a sua modificação para utilização em diferentes contextos. "Robôs de montagem" é o nome dado a estas máquinas. Para a soldadura por costura, alguns fornecedores oferecem sistemas de soldadura completos que incluem o robô, também conhecido como equipamento de soldadura, bem como instalações adicionais de manuseamento de materiais, tais como gira-discos, etc., como uma unidade integrada. Isso permite que a soldagem por costura seja realizada. Este tipo de sistema robótico integrado é referido como um "robô de soldadura", apesar do fato de que a unidade manipuladora individual dentro dele pode ser programada para fazer uma ampla gama de trabalhos. O termo "robô pesado" refere-se à categoria de máquinas que foram desenvolvidas expressamente com a finalidade de mover e manipular grandes objetos.

Seguem-se exemplos de aplicações atuais e propostas:

Robôs usados nas forças armadas.

Robôs utilizados na indústria. As empresas de manufatura estão se voltando cada vez mais para o uso de robôs (desde a década de 1960). De acordo com as estatísticas compiladas pela Robotic Industries Association dos Estados Unidos em 2016, o setor automóvel representou 52% das...