terça-feira, 22 de outubro de 2019

Projeto de upgrade no Robô Humanóide InMoov para que possa preparar lasanhas vegetarianas automaticamente

Projeto de upgrade no Robô Humanóide InMoov para que possa preparar lasanhas vegetarianas automaticamente

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Upgrade no Robô Humanóide InMoov para preparar lasanhas vegetarianas automaticamente


Projeto de upgrade no Robô Humanóide InMoov para que possa preparar lasanhas vegetarianas automaticamente, como prévia para sua adaptação para o trabalho na cadeia de suprimentos logística e da indústria e a prévia para a criação de itens de dicionário de substantivos concretos com fabricação automatizada pelo InMoov.

Tópico do fórum Cyber hour:
Projeto de upgrade no Robô Humanóide InMoov para que possa preparar lasanhas vegetarianas automaticamente, como prévia para sua adaptação para o trabalho na cadeia de suprimentos logística e da indústria e a prévia para a criação de itens de dicionário de substantivos concretos com fabricação automatizada pelo InMoov.

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INTRODUÇÃO:

O gerenciamento da cadeia de suprimentos (do inglês sigla SCM – Supply Chain Management) requer muita automatização dos processos para cada vez mais aumentar a produtividade da indústria e baixar os custos de produção.


Um robô humanóide seria muito bom em realizar as atividades humanas da cadeia de suprimentos.


Os produtos/itens produzidos por robô humanóide podem ser incluídos num dicionário de itens concretos (substantivos concretos), junto com os scripts necessários para que o robô produza o item real/concreto do dicionário.


ESTUDO DE CASO:

O robô humanóide InMoov foi originalmente criado pelo Escultor francês Gael Langevin (do website https://inmoov.fr [conforme acessado em 15/10/2019]) e é imprimível em impressora 3D, publicado sob licença CC BY-NC-Unported 3.0 (a qual não permite o faturamento via comércio desse robô, seja ele real ou virtual).


Você tem o direito de compartilhar, copiar e redistribuir o material em qualquer suporte ou formato. Adaptar, remixar, transformar, e criar a partir do material. O licenciante não revoga estes direitos desde que você respeite os termos da licença de acordo com os termos seguintes:


Atribuição — Você deve dar o crédito apropriado, prover um link para a licença e indicar se mudanças foram feitas. Você deve fazê-lo em qualquer circunstância razoável, mas de nenhuma maneira que sugira que o licenciante apoia você ou o seu uso.


NãoComercial — Você não pode usar o material para fins comerciais.


Sem restrições adicionais — Você não pode aplicar termos jurídicos ou medidas de caráter tecnológico que restrinjam legalmente outros de fazerem algo que a licença permita.


Vide também revista “Make volume 45 June/July 2015” Link https://makezine.com/2015/05/08/inmoov-c...ker-faire/
Nesse estudo de caso o robô InMoov deve preparar uma lasanha vegetariana, faltando apenas a etapa de enviá-la para o forno, a qual por motivos de segurança não deve ser realizada pelo robô protótipo. Antes disso o robô deverá pegar um carro e um boneco de brinquedo de cima de uma mesa e colocá-los em outra posição da mesa.






Ver o software Blender 2.80 e carregar o robô InMoov virtual adaptado do link https://drive.google.com/file/d/11isKovO...=drive_web) com esqueleto de movimentação defronte a uma mesa virtual contendo carro e boneco miniatura mais um lápis, além de uma câmera do Blender como visão de olho esquerdo do InMoov e outra câmera frontal com a cena, mais lâmpada(light) do Blender 2.80.
Figura 1:        software Blender 2.80 com versão da interface em inglês, exibindo um robô InMoov virtual do ano de 2015 adaptado de Gael Langenvin, Gareth e Greg Perry, postado por Grog em 06/04/2015 no link https://myrobotlab.org/content/virtual-InMoov, adaptado no  link https://drive.google.com/file/d/11isKovOJWceFoFK8UpYxLC8xwgx47vLI/view?usp=drive_web) com esqueleto de movimentação defronte a uma mesa virtual contendo carro e boneco miniatura mais um lápis, além de uma câmera do Blender como visão de olho esquerdo do InMoov e outra câmera frontal com a cena, mais lâmpada(light) do Blender 2.80



Acredita-se que os robôs devem ser programados para não prejudicar nenhum ser vivo, por isso os itens concretos que o robô InMoov for fabricar não devem causar prejuízo à saúde de nenhum animal ou outro ser vivo e dicionários (de itens concretos a serem produzidos pelo robô) devem igualmente obedecer esse princípio de terem itens incapazes de prejudicar qualquer tipo de ser vivo.


PROBLEMA:

A versão atual do robô InMoov ainda não é capaz de realizar tarefas de construção/preparação ou montagem de itens concretos, como uma lasanha vegetariana por exemplo.

OBJETIVOS:
Investigar, propor e desenvolver um robô humanóide InMoov capaz de movimentar brinquedos pequenos em cima de uma mesa, ou preparar uma lasanha vegetariana, exceto a parte de inserí-la no forno e começar a prepará-lo para trabalhar na cadeia de suprimentos logística, de acordo com um dicionário de itens/objetos substantivos concretos a serem produzidos.




CONTRIBUIÇÃO:

Melhorar o robô humanóide InMoov e aperfeiçoar a robotização da cadeia de suprimentos logística/da indústria.


IDÉIAS PARA MELHORIAS NO ROBÔ INMOOV:

Através do software livre “Blender 2.80” (link https://www.blender.org/) obter-se um modelo de InMoov virtual já existente em arquivo do link “https://drive.google.com/file/d/11isKovO...=drive_web”, adaptado do arquivo “VirtualInMoov.blend” obtido do link “https://myrobotlab.org/content/virtual-InMoov” (de Gael Langenvin, Gareth e Greg Perry, postado por Grog em 06/04/2015).


Esse arquivo adaptado do robô InMoov compatível com o software Blender 2.80 agora possui uma mesa de trabalho virtual e brinquedos sobre a mesa, além de um lápis virtual. Foram montados assim para testar o robô movimentando os brinquedos sobre a mesa na versão impressa real do robô e simulando isso via script em linguagem de programação Python 3.7 no arquivo virtual para Blender 2.80, importando a biblioteca “bpy” do Blender para Python.


Prévias antes de produzir uma lasanha vegetariana:

O algoritmo de inteligência artificial “Detectron” deve detectar via câmera num dos olhos do robô InMoov impresso, um carro e um boneco miniatura, que situam-se por sobre a mesa real ou virtual e isso deve coordenar o movimento dos braços do InMoov para pegar o carrinho ou o bonequinho e mudá-los de posição por sobre a mesa ( vide https://github.com/facebookresearch/Detectron ).


Utilizar algoritmos de inteligência artificial, redes neurais deep learning de detecção de pose, Pose detection (pesquisa google chave "pose detection github"), para detectar o robô virtual sua posição e associar com o robô real, também com o uso talvez de rotary encoders, ou motores de passo ou motores DC com PWM no robô InMoov real, para controlar sua posição de motores de movimento (um exemplo de leitura de posicionamento preciso para motores elétricos é com o uso de rotary encoders e segue no youtube exemplo link, chave de busca para youtube é "rotary encoder", https://www.youtube.com/watch?v=QE4IQlwOgiA).


O InMoov poderá utilizar, ao invés de rotary encoders, motores de passo para controlar a posição das mãos e braços (porém provavelmente os movimentos fiquem lentos) https://www.youtube.com/watch?v=t-3VnLadIbc (How the Stepper motors are made and how they operate - Part 2), https://www.youtube.com/watch?v=eyqwLiowZiU (How does a Stepper Motor work ?), https://www.youtube.com/watch?v=bkqoKWP4Oy4 (Electronic Basics #24: Stepper Motors and how to use them), https://www.youtube.com/watch?v=0qwrnUeSpYQ Stepper Motors with Arduino - Controlling Bipolar & Unipolar stepper motors), https://www.youtube.com/watch?v=j2F3jv8YaSM (Exploring a Micro stepper motor), https://www.youtube.com/watch?v=5DLboLTfxAA (Micro Stepper Motor - Where to get it?), https://www.amazon.com/s?k=little+steppe...nb_sb_noss (chave de busca: “little stepper motor”).


Também poderia utilizar motores de corrente contínua (do inglês sigla DC da elétrica) com PWM, como o modelo do arquivo PDF do link https://www.electronicoscaldas.com/datasheet/MG996R_Tower-Pro.pdf (MG996R High Torque Metal Gear Dual Ball Bearing Servo – InMoov size good servo), https://www.youtube.com/watch?v=jgYYqwek4Pg (Arduino position control of a DC motor with encoder feedback in linear actuator- Atmega 328)


Falta a rede neural de inteligência artificial do “Detectron” ser treinada para reconhecer a imagem dos itens que compõem a lasanha vegetariana antes dela ir para o forno, desde a fôrma até a massa e demais ingredientes.


Giroscópio – é uma melhoria futura interessante para o robô quando ele estiver em equilíbrio nas duas pernas (vide aula “8.01x - Lect 24 - Rolling Motion, Gyroscopes, VERY NON-INTUITIVE-XPUuF_dECVI” do link youtube https://www.youtube.com/watch?v=XPUuF_dECVI) e também vide “self-balancing rover” robô com duas rodas perpendiculares que se auto-equilibra da revista make 45 “https://makezine.com/2015/05/08/inmoov-crowdsourced-robotic-future-returns-maker-faire/”.


Outro recurso é o reconhecimento de gesto de mão do InMoov em tempo real usando nos dedos e mãos do robô algoritmos de mapeamento dos gestos, por impressão colorida, conforme por exemplo a técnica desse processo citada no artigo “Real-Time Hand Gesture Recognition Using a Color Glove”, do link https://link.springer.com/content/pdf/10.1007%2F978-3-642-24085-0_38.pdf e além das mãos do robô impresso, colorir as demais partes do InMoov para ajudar na detecção de sua pose e posição completa.
Preparar os movimentos do robô para a movimentação do carro miniatura e do boneco miniatura de cima da mesa diante do robô através de uma luva a ser vestida por pessoa, conforme projeto do link https://www.youtube.com/watch?v=uEd2B7fS8Eg


DESENVOLVIMENTO


O InMoov tem que ter um comando em que o sistema dele indica o que fabrica de itens do dicionário de substantivos concretos e demais instruções de segurança, possuir ajuda comando pela tecla F1 e também para informar os insumos que precisa para poder fabricar o item concreto do dicionário supply chain. Quando o InMoov informar o que fabrica, deve haver nele um vídeo demonstrativo dele fabricando o item concreto, bem didático e preferencialmente que esse vídeo não tenha mais do que 14 minutos de duração, para não cansar nem consumir tempo precioso do usuário/cliente do InMoov real.


O InMoov real poderá ter duas formas de ser energizado, uma por um mini gerador diesel, a ser implantado no seu tórax. O ambiente que usar o InMoov deve estar preparado para casos de incêndio com o robô, logo precisa de extintores de incêndio e instruções/vídeos didáticos para o usuário saber como proceder em caso de incêndio, apropriados, e demais ajustes para ser devidamente protegido contra os incêndios e explosões. Outra forma do robô ser energizado é com uso de bateria, versão elétrica, mas igualmente as baterias elétricas as vezes podem possuir risco de explodir se expostas a condições extremas, e por isso também essa versão elétrica deve possuir normas de controle de incêndio.


Cada InMoov deve ter um padrão Checksum bem estampado na sua carenagem, por motivos de controle, revisão e segurança de supervisão de ações do robô, contendo Checksum SHA de 512 bits, para seus arquivos “.stl” de hardware de montagem e para outros arquivos de software e também deve gerar um arquivo Checksum SHA512 para a forma do hardware se fosse “.stl” do item substantivo concreto fabricado do dicionário supply chain.


O modelo do InMoov deve ser aprovado por técnicas avançadas de controle de incêndio pelo corpo de bombeiros (já que portará diesel que é inflamável ou o risco de bateria explodir, na versão elétrica, em casos extremos). Deve haver uma zona separada da cidade só para os robôs que trabalham em cadeia de suprimentos logística, por motivos de segurança.

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