Os estudantes do mestrado em Engenharia Eletrotécnica e de Computadores - Sistemas Autónomos foram desafiados na disciplina Redes de Sensores Distribuidos (RDIS) a desenvolver um projeto final para programação de uma plataforma robótica com recurso à framework Robot Operating System (ROS).
O objetivo consistiu na implementação de uma plataforma robótica constituída por um computador embebido (Raspberry Pi) e uma câmara, para seguimento de uma linha preta (Automatic Guided vehicle - AGV) por visão, com recurso à framework ROS.
O docente da disciplina, André Dias, refere que «este trabalho obrigou os alunos a explorar tecnologias utilizadas em robótica: visão por computador; explorar controladores Proporcional-Integral-Derivativo (PID), para implementarem uma malha de controlo que em função do erro dado pela deteção da linha posicionasse o robô em cima da mesma; e conhecimentos de eletrónica, para o controlo dos motores por Pulse Width Modulation (PWM) utilizando uma Ponte H.»
António Carneiro e Carlos Silva foram dois dos estudantes que participaram neste projeto e explicam, com base na sua experiência, que mais-valias lhes trouxe todo o processo de elaboração deste trabalho.
1 - Maior desafio do projeto
António Carneiro (AC): Para mim o maior desafio foi aprender a programar em Python. Terminei a minha licenciatura em Engenharia Mecânica e poucas bases tinha de programação, mas com a ajuda dos colegas e docentes consegui acelerar o processo e concluir o projeto.
Carlos Silva (CS): O maior desafio foi escolher o método mais indicado, uma vez que era possível alcançar o objetivo utilizando vários métodos diferentes. O tamanho da pista, o formato da mesma e a proximidade das curvas foram também elementos bastante desafiantes.
2- Que conhecimentos adquiriste?
AC: Com este trabalho adquiri conhecimentos de programação em Python, do framework Robot Operating System (ROS), comandos bash linux, de processamento de imagem e de condução autónoma.
CS: Aprendi imenso! Foi uma introdução prática ao mundo da robótica e dos sistemas autónomos. Em suma, aprendi a utilizar o ROS; entendi como criar e explorar simulações para testar diferentes algoritmos (e descobri a sua importância); desenvolvi competências na área de análise de imagem por processamento computacional; capacitei-me para aplicar conhecimento de várias áreas em aplicações práticas da robótica; e, por fim, melhorei as minhas capacidades de escrita de relatório num formato comumente utilizado pela comunidade de robótica.
3- Quais as vantagens de elaborar trabalhos como estes durante a formação?
AC: Penso que são muito importantes, pois têm uma vertente muito prática, o que proporciona uma motivação adicional e ajuda na deteção e resolução de problemas. Além disso, o objetivo do trabalho — fazer o robô seguir uma linha preta — não tinha uma solução única, o que nos obrigou a pesquisar e experimentar diferentes abordagens e, por consequência, obter um conhecimento muito mais vasto e aprofundado sobre os temas que o trabalho final incluiu.
CS: Posso destacar vantagens como a adaptação a situações próximas do mundo profissional e a realização de trabalho em equipa, sublinhando a entreajuda que existe entre colegas, mesmo que de grupos diferentes. Realço a motivação e o prazer que dá criar algo que, inicialmente, parecia difícil de desenvolver. Leva-nos a crer que nada é impossível em engenharia e no mundo da robótica. Vivem-se também momentos de descontração, o que é importante para um bom ambiente de trabalho.
4- Quais as vantagens de utilizar a framework ROS?
AC: Uma boa maneira de visualizar o framework ROS é pensar nele como um mapa mental, onde o resultado final é a consequência da comunicação entre vários pedaços de informação segmentada. O ROS permite-nos, assim, desenvolver de forma independente algoritmos para, por exemplo: um sensor, o controlo de um motor ou de uma câmara, interligando-os posteriormente de uma forma simples e organizada.
CS: O Robot Operating System possui um conjunto de ferramentas, bibliotecas e convenções que simplificam e unificam muitas das operações comumente utilizadas por robôs. Veio melhorar a eficiência de desenvolvimento de sistemas robóticos, a nível global, criando padrões universais. Como é um software open-source, qualquer pessoa ou entidade pode contribuir para o crescimento do mesmo, além de ser de uso totalmente gratuito.
5- Que valências destacas do mestrado MEEC DEE?
AC: O mestrado tem superado as minhas expetativas! A metodologia de ensino é muito produtiva, pois a matéria lecionada é sempre acompanhada por uma componente prática, como neste caso da disciplina de RSDIS. As disciplinas estão todas interligadas e a avaliação é maioritariamente feita por trabalhos intermédios que nos fornecem as bases para a realização de um trabalho final. Este dá aos alunos maior liberdade criativa, ao invés de termos de demonstrar o conhecimento que adquirimos durante um semestre num exame final.
CS: Eu estou a adorar o mestrado! Saliento a qualidade das instalações e os equipamentos disponíveis, assim como o elevado nível de conhecimento e experiência dos docentes, tanto na área empresarial como de investigação. Realço também a preparação dada pela LEEC, que me foi fundamental para uma boa integração no MEEC. Os tópicos das unidades curriculares foram até agora muitíssimo interessantes.