Blogs de Ciência

Blogs de Ciência – Divulgação de todos os blogs em Português que versam a ciência. Parte do Projecto Divulgar a Ciência(.com)

Archive for the robótica

Braço robótico de plástico movido por luz

Hoje eu vi esta notícia e achei muito interessante. Imaginemos um robô com força semelhante à força humana e que funciona com leds no lugar de motores.

O primeiro ponto é a economia energética, pois acionar um led consome muito menos energia que acionar um motor. Outro ponto é a facilidade de transporte, pois alguns leds e plástico são muito mais leves que motores e braços de metal, o que permitiria uma inserção mais fácil destes robôs em qualquer lugar.

Além da economia de energia e da facilidade de transporte, estes robôs têm muitas outras vantagens em potencial que só o futuro poderá nos revelar.

É bom ver inovações tecnológicas como estas, que mostram o verdadeiro potencial do conhecimento humano sendo desenvolvido com o objetivo de promover a evolução da humanidade sem destruir a dignidade da vida humana.Continue a ler Braço robótico de plástico movido por luz

Introdução à Inteligência Artificial Genérica

Andróide IBMDurante a VIII Semana de Informática na PUC Minas São Gabriel, que ocorreu de 04 a 07 de maio deste ano (2010), eu tive prazer de ministrar uma palestra para os alunos sobre um tema bastante polêmico, atual e que fascina muita gente. Intitulada “Introdução à Inteligência Artificial Genérica”, a apresentação, que durou aproximadamente 1:40h, iniciou com uma breve revisão da origem/história da área Inteligência Artificial (IA) e com uma descrição das diversas ramificações que emergiram dentro da disciplina, desde o seu surgimento. Foram ilustrados alguns projetos que deram o pontapé inicial às sub-áreas de pesquisa (ramificações), como planejamento de ações e tomada de decisão, aprendizado de máquina, além de dar uma visão geral sobre o estado-da-arte da IA Genérica. Um dos principais objetivos da IA Genérica é a criação de sistemas computacionais para a resolução de problemas gerais, que exijam inteligência para serem solucionados. Projetos importantes como OpenCog, OpenNars, HTM, entre outros, foram apresentados ao público, que demonstrou bastante interesse, principalmente com a possibilidade de poder contribuir com os projetos livres e de código aberto, como o OpenCog. Mas eu tinha reservado uma surpresa para eles. Uma densa viagem através das idéias, teorias e previsões do inventor e futurista Ray Kurzweil, sobre a evolução tecnológica.

É complicado falar de Inteligência Artificial Genérica atualmente sem mencionar a Singularidade (tecnológica), que é um assunto para vários posts. Mas, de forma geral, podemos entender a Singularidade (tecnológica) como um momento na história da humanidade onde o progresso tecnológico acontecerá de forma tão acelerada, que será impossível prever o impacto desta evolução no mundo. O resultado será máquinas andando sobre a terra com o objetivo de exterminar a humanidade uma mudança permanente e irreversível na forma com que vivemos.

Kurzweil aponta três vertentes tecnológicas que levarão a humanidade à Singularidade: Genética, Nanotecnologia e Robótica (GNR). A Inteligência Artificial é aplicável a todas elas. Dessa forma, foi possível traçar um paralelo entre IA e cada uma delas, exemplificando com alguns trabalhos.

Exponencial vs Linear

Kurtzweil também fez diversas diversas previsões sobre o futuro da tecnologia, inclusive que a Singularidade ocorrerá por volta de 2044. É importante dizer que tais previsões são fundamentadas em um detalhado estudo, por ele realizado, sobre a…

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Mobilidade de agentes

Inaugurando a minha participação no blog do Vetta Labs, vou falar um pouco sobre mobilidade de agentes inteligentes.

Meu interesse por essa área se confunde com o surgimento dos primeiros jogos isométricos com pathfinding. Inicialmente, eu podia perder horas tentando tapear um NPC para ver se ele era inteligente de verdade. Claro que, com o tempo, a inteligência artificial nos jogos ficou mais elaborada, e eu passei a correr para me manter vivo mesmo. :P

Algoritmos de pathfinding consistem, basicamente, em um ou múltiplos agentes com destino definido distribuídos em um ambiente (mapa) determinado. Sendo assim, o agente deve se deslocar pelo ambiente respeitando suas restrições de movimento e obstáculos dinâmicos ou estáticos até atingir seu objetivo. Geralmente o algoritmo faz um cálculo de custo de deslocamento para definir a melhor direção ou trajetória a seguir. Além disso, o ambiente pode ter inúmeras características, o que viabiliza ou não a utilização de algoritmos de pathfinding específicos.

Path Planning

Muitos dizem que nada melhor do que um A* para começar. De fato, trata-se de um dos algoritmos mais utilizados no planejamento de caminhos em jogos e robótica. Diversos frameworks, controladores e game engines possuem esse algoritmo embutido; porém, são bastante enriquecedoras a sua implementação e a de algumas variações (RTA*, IDA*, GAA*, etc).

Em 2008, participei da elaboração de um artigo para o SBGames, fazendo experimentos com algoritmos de busca online e offline para MMOs. O objeto do meu estudo foi o path planning do jogo Ultima Online, o qual considero o melhor MMORPG de todos os tempos.

Como fruto desse experimento, pude entender de forma mais clara o porquê dos problemas de gameplay no pathfinding dos NPCs do jogo: era uma questão de otimização de recursos computacionais. Sendo assim, foi muito interessante estudar como os algoritmos clássicos de inteligência artificial são adaptados para melhorar o desempenho dos servidores, algo bastante exigido nesse gênero de jogo.



Path Follow

Outra estratégia bastante utilizada na mobilidade de agentes é a definição de trajetórias baseadas em checkpoints seqüenciais, gerando um caminho virtual. O agente, por sua vez, possui um atuador que corrige a sua direção e minimiza o desvio

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Macau abre as portas do seu primeiro Centro de Ciência


Vista Exterior do Centro de Ciência de Macau, © CCM

«Arrastou-se durante vários anos, perdeu dimensão por via dos arranha-céus que nasceram nas imediações, foi inaugurado em Dezembro com pompa, circunstância e honras de Hu Jintao. Ontem, abriu finalmente as portas ao público, sem estar porém a funcionar na totalidade. Há quatro galerias ainda em construção, mas há muito para ver (e tocar) no Centro de Ciência de Macau.» (Ler texto de Isabel Castro no jornal macaense Ponto Final)

O projecto arquitectónico tem a assinatura de I.M. Pei (o mesmo que concebeu a Pirâmide do Louvre, em Paris) e oferece espaço para um Centro de Exibições, um Planetário e um Centro de Conferências. Isto, à margem das 14 galerias de ciência, pensadas para todas as faixas etárias, que se dedicam a áreas como a robótica, a astronomia, a ecologia, a saúde no desporto e a ciência alimentar, entre outras. Einstein, Newton, Goldbach e Darwin dividem as galerias para os mais pequenos, numa divisão espacial que não esquece também uma abordagem às ciências e tecnologias antigas da China.

Interior do Centro de Ciência de Macau, © Isabel Castro (Ponto Final)

Mais: Museu de Ciência de Macau (Website oficial)

Publicado por Sílvio Mendes
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O pequeno Albert, uma mão robótica que permite sentir, cegueira e esquizofrenia

O pequeno Albert, uma mão robótica que permite sentir, cegueira e esquizofrenia

Segue mais um apanhado de leituras aleatórias que podem ser do seu interesse:

A história da vida do pequeno Albert, marco no mundo da psicologia e do condicionamento clássico, após as experiências conduzidas por Watson é agora melhor conhecida. Albert terá falecido aos 6 anos por hidrocefalia.
Link: Finding little Albert: A journey to John B. Watson’s infant laboratory.

Foi noticiado que uma mão robótica conectada a fibras nervosas de um braço amputado permite ao seu utilizador sentir o toque dos dedos da mão robótica. Contudo, uma indagação mais profunda demonstrou que o mecanismo subjacente é uma ilusão criado pelo cérebro.
Link: New robotic hand ‘can feel’.

Será que pelo facto de não existir nenhum relato de diagnóstico de esquizofrenia em cegos de nascença implica que a cegueira previne a esquizofrenia? Se sim, como? Estará relacionada com os receptores NMDA?
Link: No blind schizophrenics: Are NMDA-receptor dynamics involved?

Artigo publicado em: Portal Rede Psicologia

O pequeno Albert, uma mão robótica que permite sentir, cegueira e esquizofrenia

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Museu contou a história dos robôs

Banda_Robos_Alemaes_1958 Em 2007, o Museu da Comunicação de Berlim dedicou uma mostra especial à história dos robôs. O aspecto mais interessante da exposição foi que, ao contrário das feiras e eventos técnicos e científicos, ela teve foco maior na evolução da visão que as pessoas comuns têm dessas máquinas. As fotos a seguir ilustram um pouco desse desenvolvimento.

para espaçar as figuras

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Mulher_Relogio_ano_1740
Entre os séculos 16 e 19 foram criados vários mecanismos capazes de fazer música ou desenhar que fascinavam as pessoas. Uma das peças mais antigas expostas em Berlim mostra um desenho de 1740 que retrata um misto de mulher e relógio.

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fembots_ss_metropolis Os primeiros robôs semelhantes ao ser humano surgiram entre os anos 1920 e 1950. No cinema, foi a época do clássico Metrópolis, do visionário Fritz Lang. Nele, já vemos o conceito de um robô com forma humanóide, capaz de se comunicar, de se portar e de aprender como um ser humano.

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Robo_Sabor_V_ano_1945 A mostra berlinense inclui um dos primeiros robôs humanóides efetivamente construídos, o “Sabor V”. Perto dos andróides de hoje, ele não perece muito convincente. Interessante a banda de robôs cuja foto é a principal deste post. Por meio de tecnologia da década de 1950, ela toca instrumentos de verdade, exibindo-se até hoje.

A exposição mostrou também robôs modernos, mas esses podem ser vistos em outros posts deste Blog. Interessante notar que, no ano da mostra, 2007, já havia cerca de 130 mil robôs na indústria alemã. De fato, Die Roboter kommen!

Quem quiser saber mais, clique aqui.


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Robos domesticos, a estratégia da Coreia


Many_Robots A visão de um mundo repleto de robôs pode se materializar em pouco tempo, ao menos, no que depender da vontade do governo da Coréia do Sul. Cientes de que a pesquisa de robôs industriais e militares é dominada por Estados Unidos, pelo Japão e pela Alemanha, os coreanos investem pesado em robôs domésticos, capazes de exercer uma miríade de funções, como limpeza, vigilância e entretenimento. Para atingir o objetivo de colocar um robô em cada lar sul-coreano até 2020, governo e empresas trabalham em conjunto para criar produtos que unam funcionalidade a baixo custo.

A estratégia sul-coreana baseia-se em visão de longo prazo. Para os coreanos, o mercado de robôs crescerá mais que o mercado para carros, o que permite antever ganhos imensos em termos financeiros e em número de empregos. A pressa dos coreanos em lançar robôs que sejam passíveis de consumo em massa advém exatamente dessa percepção. Quem chegar na frente conseguirá, ao menos por um bom tempo, ditar os padrões de qualidade que os concorrentes terão de atingir, garantindo, assim, maior market share.

Quem quiser saber mais, clique aqui.

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O que é um robô?


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De acordo com o pesquisador Ronald Arkin, autor do livro Robótica baseada em comportamento (Behavior-based Robotics), publicado pela editora do MIT, em 1998, “Um robô é uma máquina capaz de extrair informações do ambiente e usar conhecimento sobre o mundo de modo a se mover com segurança e com um propósito”. Para enquadrar-se nessa definição, um robô precisa ter três elementos básicos: sensores, processadores e atuadores.

Sensores são elementos que permitem ao robô adquirir informações a respeito do ambiente no qual está inserido. Há sensores ativos e passivos. Sensores ativos interferem no ambiente, medindo a resposta à perturbação que causaram, a fim de extrair determinada informação. Por exemplo, sensores que emitem luz infravermelha são muito usados para detectar a presença de obstáculos no caminho do robô. Esse tipo de sensor emite um facho luminoso invisível para nós. Quando há um obstáculo no caminho da luz emitida, essa é refletida, sendo capturada pelo sensor do robô. Se não houver obstáculo, não há reflexão. Sensores passivos, em essência, capturam informação do ambiente, sem interferir. Um exemplo da sensor passivo é uma câmera de vídeo, que apenas captura luz.

Atuadores são os elementos que permitem que o robô interfira no mundo a sua volta. Braços mecânicos são exemplos claros de atuadores. Motores elétricos ligados às rodas de um robô móvel são atuadores, pois possibilitam ao robô movimentar-se, interferindo no ambiente.

Processadores são elementos que dão ao robô capacidade de tratar as informações que obtêm por meio de sensores, a fim de tomar decisões e utilizar seus atuadores. Os processadores compõem o que muitos denominam de “cérebro” do robô.

Se os robôs podem processar informações do meio e tomar decisões, então eles são inteligentes? Para responder plenamente a essa pergunta, teríamos de definir o que é, exatamente, inteligência. Assim, melhor falarmos em termos de comportamentos “aparentemente” inteligentes. Neste caso, a resposta é afirmativa. Robôs podem, por exemplo, jogar xadrez melhor que seres humanos. Isso não significa que eles sejam inteligentes, exatamente do modo que nós entendemos que um ser humano é.

Mesmo abordagens de inteligência artificial baseadas em modelos do funcionamento cerebral são apenas isso, modelos que tentam reproduzir uma determinada visão de como o cérebro aprende, toma decisões, etc. Com o passar do tempo, esses modelos se tornarão mais e mais aperfeiçoados, mas isso não implica que poderemos, um dia, reproduzir, em um computador, o funcionamento exato do

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RoboCup 2009 – os resultados

Mais uma reportagem de Porfírio Silva que esteve a acompanhar o RoboCup 2009 em Graz, Áustria. Pode ser lida aqui (Portugueses no RoboCup 2009: novas gerações de campeões). Aqui deixo uns excertos.

Na arena principal do RoboCup, as competições para equipas do ensino superior, a equipa CAMBADA, da Universidade de Aveiro, campeã mundial 2008 na Liga de Robots de Tamanho Médio, talvez a liga do futebol robótico mais significativa em termos científicos e de engenharia, conquistou este ano de novo um excelente resultado: um terceiro lugar na classificação geral. E, além disso, venceu um dos dois Desafios Técnicos: aquele que consistia em reconhecer a bola em jogo sem ser por meio de uma cor pré-determinada.

(…)

Entretanto, no RoboCup Júnior, onde concorrem alunos do ensino básico e secundário, é que a avalanche de prémios de topo assinala uma participação portuguesa notável. Continue a ler.

Também apresento dois pequenos vídeos (retirados daqui: robots humanóides a jogar futebol) que mostram bem os desafios que são colocados quando se pretende que um robot faça algo aparentemente tão simples para nós como caminhar, localizar um alvo, identificar os adversários e os jogadores da mesma equipa, orientar-se numa superfície e tomar decisões básicas. Colocar uma máquina a fazer isto é mesmo muito complicado, mas é ao mesmo tempo espantoso.

É importante ter presente que os robots não estão a ser comandados remotamente e, portanto, tomam as suas próprias decisões.

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Campeonato mundial de robots – RoboCup 2009

robocup2009O Campeonato mundial de robots - RoboCup 2009 ocorre este ano em Graz (Áustria). Ligação para o sítio oficial. Iniciou-se ontem e decorre até dia 5 deste mês.

Com um dia de atraso, pelo qual me penitencio, aqui deixo a sugestão.

Vale a pena seguir as reportagens de Porfírio Silva no Machina Speculatrix e ler os seus artigos introdutórios ao evento. Cito de lá:

O RoboCup é o Campeonato do Mundo de Futebol para Robots. Trata-se de uma iniciativa internacional que visa fomentar a investigação e a educação na área da Inteligência Artificial e da Robótica. Em cada ano realizam-se competições e um simpósio científico para analisar a evolução desta área de investigação.

Do Ciência Hoje, numa reportagem de Porfírio Silva, retirei os seguintes excertos:

Manuela Veloso, Presidente da Federação Internacional do RoboCup, resume para o «Ciência Hoje» as características e a ambição deste movimento: "Esta é uma iniciativa internacional baseada em competições de robôs, com o objectivo de promover investigação e educação nas áreas de robótica, engenharia e ciência de computadores".

As competições são para alunos universitários e o RoboCup Júnior é para alunos do ensino básico e secundário. As modalidades incluem futebol de robôs, robôs para apoio a operações de busca e salvamento e robôs de serviço para aplicações sociais e domésticas. O RoboCup começou no princípio dos anos 90 com 100 participantes de dez países. Este ano tem mais de 2000 participantes de 40 países.

Segundo Manuela Veloso, o RoboCup é a principal linha de investimento na tentativa de ganhar a aposta enunciada pelos investigadores japoneses Minoru Asada e Hiroaki Kitano em 1999: “Até meados do século XXI uma equipa de robôs humanóides autónomos baterá a equipa humana campeã do mundo de futebol, segundo os regulamentos oficiais da FIFA”.

Algumas das equipas portuguesas que conseguiram qualificar-se para o RoboCup Júnior também sublinharam ao «Ciência Hoje» os diferentes objectivos educativos satisfeitos por esta participação. Membros das equipas de várias Escolas Profissionais (Cenatex, Braga, Felgueiras, Gustave Eiffel) e da Associação Portuguesa de Crianças Sobredotadas (Guarda) sublinham como esta aventura permite melhorar a qualidade da educação tecnológica, tomar contacto com o que melhor se faz nesta área em todo o mundo, motivar os alunos e incentivar a sua capacidade para combinar o melhor do espírito de competição e da capacidade de cooperação.

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