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| Acadêmico(a): Raphael Winckler de Bettio |
| Título: Um Estudo das Metodologias de Programação de Braços Robóticos e Implementação do Protótipo de uma Linguagem Aplicando as Principais Estruturas Existentes |
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| Introdução: |
| Segundo [GRO1988], “O campo da robótica tem sua origem na ficção científica. O termo robô foi extraído da tradução inglesa de um conto de ficção na Tchecoslováquia, por volta de 1920”. A imagem de uma máquina que pudesse realizar tarefas auxiliando o ser humano em seu cotidiano, já vem de muito tempo atrás, as pessoas imaginam seres autônomos que fossem capazes de realizar as mais diversas proezas. Conforme [GRO1988], “Nos séculos XVII e XVIII construíram-se inúmeros dispositi-vos mecânicos inventivos com algumas características de robôs. Em 1905, Henri Maillardet construiu uma boneca mecânica que era capaz de desenhar quadros.”. Desta data em diante foram criadas diversas máquinas autônomas que cada vez mais auxiliaram o ser humano. Es-tas máquinas facilitam a nossa vida em todos os sentidos, tanto na área de diversão quanto na área de trabalho. As máquinas foram cada vez mais evoluindo e chegando próximas aos sonhos das pes-soas dos séculos passados. Com o passar do tempo, estas máquinas começaram a realizar mui-tas tarefas e a serem produzidas em série. Seus custos foram reduzidos, mas as pessoas exigi-am que cada vez mais elas fossem de uso genérico, ou seja, adequassem às suas necessidades. As linguagens apareceram com o objetivo de tornar os robôs genéricos. Isso era possí-vel, pois se utilizando estas linguagens à idéia de fazer um robô executar diversas tarefas tor-nou-se real. A primeira linguagem robótica textual foi WAVE, desenvolvida em 1973 como lin-guagem experimental de pesquisa no Stanford Artificial Intelligence Laboratory. A pesquisa demonstrou a viabilidade de coordenação visual/motora do robô. O desenvolvimento de uma linguagem subsequente começou em 1974, no mesmo instituto. A linguagem foi chamada AL, e podia ser usada para controlar braços múltiplos. Esta linguagem usava declarações de lista-gens de comandos e procedimentos teach in box para desenvolver programas de robôs [GRO1988]. As primeiras linguagens utilizavam-se de comandos textuais para definir a seqüência de movimentos e do Teach in Box para definir a localização dos pontos a serem atingidos. Conforme [GRO1988], 'O Teach in Box possui um jogo de chaves de alavanca ou dispositivo semelhante de comando para operar cada junta em um de seus dois sentidos de movimento até que o órgão terminal tenha sido posicionado no ponto desejado'. Atualmente existem muitas linguagens, e a partir do estudo das mais acessíveis foi fei-ta uma seleção dos comandos e conceitos mais utilizados, tendo-se assim base para a criação e implementação de um protótipo de linguagem. Conforme [GRO1988], [REH1985], [TAY1990], [KOR1987] e [MAT2000] as lingua-gens atuais são altamente comerciais, ou seja, são criadas para interagir com uma determinada marca/modelo de braço robótico. As empresas criadoras do hardware implementam uma lin-guagem a fim de tornar suas máquinas genéricas, possibilitando ao usuário configurar os mo-vimentos com uma maior facilidade. Ao longo de leituras foi possível verificar que existem comandos que são utilizados em praticamente todas as linguagens. O comando move (1,3,4) que tem neste exemplo a intenção de mover o braço para a posição 1,3,4 do espaço (referenciando-se ao sistema de coordenadas cartesianas x,y,z) é um exemplo. A maneira interna como uma determinada linguagem execu-ta este comando é desconhecida, já que os algoritmos são proprietários. A intenção desta mo-nografia é estudar as linguagens AML, NQC e VAL. Selecionar as estruturas mais comuns entre elas e criar um protótipo de uma linguagem que possua estas estruturas. Levando-se em consideração que a linguagem será um protótipo, ela atenderá a apenas uma configuração (modelo de desenho estrutural) de braço que será demonstrado ao longo da monografia. Para passar dos comandos de alto nível (estruturas) até o movimento do braço utiliza-se técnicas trigonométricas que são largamente utilizadas na computação gráfica. Como a intenção desta monografia é criar uma linguagem “independente” de hardware, o protótipo em questão cria uma saída contendo os ângulos que os motores devem atingir para executar o movimento requisitado. Este script de saída poderá ser mais tarde utilizado por qualquer braço que consiga interpretá-lo. Neste protótipo são utilizadas técnicas da computação gráfica para simular um braço robótico e demonstrar visualmente os resultados da linguagem. Os algoritmos utilizados são demonstrados através do Portugol, a definição da linguagem criada será especificada utilizando-se gramática de livre contexto e o sistema pro-tótipo será escrito utilizando-se a linguagem C++, no ambiente Microsoft Visual Studio. |
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