Cremalheira: uma "engrenagem reta"

Cremalheira ou guia dentada é o nome de uma prancha dentada utilizada em equipamentos industriais, portões automáticos de residências e, claro, em robôs.

Uma cremalheira é muito útil, junto a engrenagens, para transformar movimentos. As duas tranformações possíveis são:

• movimento rotacional em linear, quando a potência é transmitida pela engrenagem à cremalheira.
  
• movimento linear em rotacional, quando a potência é transmitida pela cremalheira à engrenagem.

Desafio: no quê uma cremalheira se assemelha a uma esteira?

Torneira: solução para a programação (5ª série)

Muitas vezes, em sanitários de shoppings, lojas ou mesmo de restaurantes, nos deparamos com torneiras automatizadas, que são acionadas pelo ato de colocar as mãos embaixo da torneira.

A grande vantagem dessa automação é reduzir o desperdício de água, um recurso natural cada vez menos abundante, contribuindo para a conservação do planeta.

A montagem torneira apresenta uma alternativa para obter esse resultado: enquanto a mão estiver abaixo do sensor de luz, a torneira estará ativada, liberando a passagem de "água" (simulada por blocos 1x2).

Abaixo está uma proposta de solução para a programação desta montagem (clique na imagem para ampliar):

Desafio: de que outra forma poderia ser programada a torneira, para obter resultados semelhantes?

Olimpíada Brasileira de Robótica

A Sociedade Brasileira de Computação (SBC) e a Sociedade Brasileira de Automática (SBA) anunciam a realização da II Olimpíada Brasileira de Robótica 2008 (OBR2008), um evento realizado nos moldes de outras olimpíadas científicas brasileiras, como a Olimpíada Brasileira de Matemática (OBM).

Os grandes objetivos da OBR são despertar e estimular o interesse pela Robótica, áreas afins e a Ciência em geral e promover a difusão de conhecimentos básicos sobre Robótica de forma lúdica e cooperativa.
Dentro desta perspectiva, o Instituto Helena Lubienska participará da OBR 2008, nas três modalidades que a compõem: teórica, prática e duatlon.

Abaixo segue uma questão da prova de nível 2 do ano passado. Você consegue responder?

Um robô utiliza sensores para retirar informações do ambiente que o circunda. Os sensores têm o mesmo papel dos sentidos (visão, audição, tato, olfato e paladar) para os seres humanos. Existem diversos tipos de sensores, entre eles estão os sensores de proximidade, que detectam a presença de um objeto nas proximidades. Quais das afirmativas abaixo são falsas:

(a) Os sensores de proximidade podem detectar a proximidade de uma parede
evitando uma colisão.
(b) Os sensores de proximidade podem indicar a presença de uma peça que o robô
deve pegar.
(c) Os sensores de proximidade podem apontar para o robô a direção onde o caminho
está livre de obstáculos.
(d) Os sensores de proximidade podem indicar para o robô se a porta à sua frente está
aberta ou fechada.
(e) Os sensores de proximidade podem deslocar um objeto da direita para esquerda.

Para quem quiser saber mais informações e acessar as provas de 2007 completas: http://obr.ic.unicamp.br/

Saia do labirinto!

Um dos grandes desafios (e aplicações) dos robôs é a locomoção autônoma ou teleguiada em espaços reduzidos ou em ambientes de risco, como um túnel desabado.

Raciocínio semelhante deve ser utilizado para fazer com que o robô saia de um simples labirinto, como o que está desenhado abaixo.

O desafio é propor elementos de um robô e idéias de programação que o façam atravessar esse labirinto.

Mais um robô chega hoje a Marte

Marte não pode ser mais considerado um planeta desabitado! Hoje (25/05) o planeta vermelho dá boas vindas a seu mais novo morador: o rover Phoenix, mais um robô enviado pela NASA para explorar a superfície marciana. Para nós, um significado especial: a missão Phoenix é chefiada por um brasileiro: Ramon de Paula. Phoenix é o quarto robô a entrar em operação em Marte nos últimos anos.

Bom pouso, Phoenix!

Phoenix

Seus antecessores imediatos foram os robôs-gêmeos Opportunity, que chegou ao solo marciano em 24/01/2004 e Spirit, que aterrissou em 03/01/2004. Esses robôs ainda são ativos atualmente, superando todas as expectativas e demonstrando como a robótica apresenta uma ampla utilização em missões de exploração espacial.

Spirit

Opportunity

Antes dessas missões, porém, certamente o dia de maior expectativa para os amantes da astronomia foi o 04 de julho de 1997, quando posuou em Marte o primeiro robô enviado pela NASA: o Mars Pathfinder, que causou sensação ao enviar fotos da superfície marciana tiradas pelo seu módulo explorador: o jipe "marciano" Sojourner.

Para nós brasileiros, a Pathfinder reservou uma surpresa: foi despertada numa sexta-feira, com a música "Coisinha bonitinha do pai", interpretada por Beth Carvalho, um dos primeiros lugares nas paradas musicais marcianas. Explicação: a brasileira Jackeline Lyra, que trabalhava no controle de temperatura do robô, inseriu a música no comando de inicialização do robô. Deu samba em Marte!

Abaixo, algumas imagens relativas ao Mars Pathfinder.

Desafio: quanto tempo as fotos transmitidas pelos robôs em Marte demoram para chegar à Terra? (Considere que as imagens são enviadas por sinais viajando à velocidade da luz e que a distância média do planeta Marte ao nosso é de 80 milhões de quilômetros).

O diferencial

Muitos já se perguntaram qual a função de uma engrenagem de formato pouco convencional. Alguns mais curiosos descobriram que seu nome é diferencial.

O diferencial é uma ferramenta muito útil na mobilidade de robôs (e de carros também). Sem sua utilização, certamente se exigiria das rodas e eixos um esforço muito maior ao executar curvas.

Então, a principal função do diferencial é facilitar a realização de curvas de um sistema móvel, por permitir que os eixos tracionados (aqueles que recebem potência do(s) motor(es)) girem em velocidades diferentes.

Essa movimentação especial é obtida acoplando-se os eixos tracionados através do conjunto seguinte (são utilizadas três engrenagens de oito dentes com ângulos de 45°):

As rodas que não são tracionadas agem como pivôs livres, não necessitando de diferenciais, pois podem se deslocar com velocidades distintas sem necessidade dessa ferramenta.

Entretanto, as rodas tracionadas por um ou dois motores recebem uma potência que as força a girar ou parar (quando o motor é desligado). Como numa curva as rodas percorrem distâncias diferentes (ver figuras abaixo), uma das rodas sofrerá arraste ou deslizamento, se o diferencial não for utilizado.

Com a utilização do diferencial, as rodas tracionadas poderão então se movimentar de forma independete da outra, facilitando as manobras de conversão.

Pergunta desafio: que outras funções pode executar um diferencial, além de facilitar a execução de curvas?

Line tracker - o seguidor de linhas

Um dos desafios com o sensor de luz era seguir a trajetória traçada com uma linha de cor preta, formando um circuito. Esse programa é muito útil para fazer o robô seguir uma trajetória de grande constraste em uma prova.

Uma das programações possíveis para solucionar o desafio (considerando que motor A reverso e motor C direto o robô anda para frente) está expressa no programa abaixo.

Desafio: você é capaz de propor outra alternativa para executar essa função?

Os desafios do campeonato interno - 2008

O campeonato interno será disputado no dia 04 de setembro.

Para o campeonato, será utilizado o tapete da FLL "Desafio energético". Abaixo, uma breve descrição das missões que as equipes deverão executar, em um tempo total de até 3,5 minutos. Clique na imagem para ampliar.

Danos ao tapete ou às peças dispostas no tapete que não fazem parte das missões resultarão em penalidades.

As pontuações das missões serão divulgadas no próximo treinamento.