Industria Textil e do Vestuário - Textile Industry - Ano XVI

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Programação, engenharia e muita tecnologia: conheça os robôs que se destacaram na temporada

Sensores, motores, usinagem, improviso e haja criatividade. Conheça as estratégias desenvolvidas por competidores para garantir premiações e pódios na robótica!

As equipes de robótica desenvolveram estratégias de jogo, inovaram e deram um show, mais uma vez, de engenharia e programação nas arenas

Regionais, nacional e mundial. Ao longo da temporada FIRST DIVE®, as equipes de robótica desenvolveram estratégias de jogo, inovaram e deram um show, mais uma vez, de engenharia e programação nas arenas.   

Por trás de grandes resultados e premiações, cada time guarda um segredo para alcançar o sucesso. De ‘Excelência em Engenharia’ a ‘Melhores do Mundo’, conheça as tecnologias e estratégias utilizadas por oito equipes brasileiras das modalidades FIRST® LEGO® League Challenge (FLLC), FIRST® Tech Challenge (FTC) e FIRST® Robotics Competition (FRC)

Raio Negro — SESI Heroes 

A equipe SESI Heroes, do SESI Humberto Cereser (SP), foi a grande Champion’s Award do mundial. Sim, eles conquistaram o título de melhores do mundo na modalidade FLLC com o robô Raio Negro.  

Programado em blocos do próprio software da LEGO Education Spike, o time construiu o robô com quatro motores, sendo dois grandes e dois médios, dois sensores de cor, que capta cores ou intensidade da luz, além de um controlador. O controlador é como o cérebro do robô. Nesse microcomputador, todas as funções, movimentos, cálculos e processamento de dados são coordenados. 

Na estrutura, a Heroes priorizou um centro de massa equilibrado. Vamos pensar como funciona o corpo humano. Quando nos movemos, utilizamos o nosso centro de massa para manter o equilíbrio, é a mesma coisa do robô. A sua forma compacta e simétrica, favorecia velocidade e, ao mesmo tempo, estabilidade e precisão. 

Além de tudo isso, para serem os melhores do mundo, não poderia faltar, é claro, estratégias de jogo. O time analisou as missões de acordo com a pontuação, localização e nível de dificuldade, selecionando uma ordem que otimizasse o tempo de troca dos anexos por meio de um sistema de encaixe de expansão e retração que facilitava conexões mais precisas. Confira! ☺️ 

ThorFormes — Biotech 

A Biotech, do Centro Educacional SESI - CE 263 (SP), ficou em 2º lugar do Champion’s Award nacional, classificou para o mundial, pela primeira vez, e ficaram entre as cinco melhores equipes de FLLC do mundo. 🤩 

O segredo? Um sistema de rastreamento, o Robot Track. Eles monitoravam, em tempo real, a posição e o desempenho do robô durante as partidas, tudo isso com o auxílio de uma câmera externa e algoritmos de visão computacional programados em Python. Resultado: o sistema identificava o robô no tapete, calculava sua trajetória e detectava desvios em relação à rota ideal, ou seja, ele criava atalhos. 

Com essas informações, a equipe conseguia analisar a eficiência dos movimentos, ajustar estratégias e otimizar a programação, aumentando precisão, facilitando pontuação e reduzindo o tempo nas missões.  

Ainda na programação, a Biotech utilizou o LEGO Spike Prime na construção e programação do robô em blocos e marcação HTML. Indo para o design...o time usou dois sensores: o encoder e a guinada. O primeiro, transforma posição/movimento em sinal elétrico. Já o segundo, funciona como um giroscópio, detectando a mudança na orientação do objeto. Os dois facilitam o controle de movimento, velocidade, estabilidade, rotação... 

A equipe também apostou no design modular, o que significa que as peças do robô são independentes, mas podem ser acopladas, facilitando a manutenção e substituição das componentes. Não, ainda não acabou, eles integraram no robô um sistema de trava pneumática que, basicamente, limita e controla alguns movimentos. Era um ponto positivo para a equipe, principalmente nas missões, que exigiam estabilidade e exatidão. Dá uma olhada! 👇 

Máquina de Mistério — Unimate 

A Unimate, do SESI São Luís (MA), foram Champion’s Award na etapa regional e ficaram em segundo lugar, da mesma premiação, no nacional. Eles utilizaram o Kit LEGO Education Spike Prime com componentes adicionais do LEGO Mindstorms EV3, que fazem parte da última geração dessa linha. 

Aqui, a velocidade não foi o fator mais importante, o time priorizou estabilidade, precisão nas missões, autonomia com sensores e um design adaptável. Como? O robô, ou melhor, a Máquina de Mistério, como a equipe chama, contava com dois motores grandes, dois motores médios, um sensor de cor, usado para captar cores ou a intensidade da luz, um hub spike, duas rodas EV3 e duas rodas de apoio. 

A estrutura do robô era reforçada com ‘armadura tripla removível’, que facilitava a manutenção, em caso de falhas, e rápida troca de componentes durante a competição. Ainda falando em design, as rodas dianteiras eram motorizadas e com tração, o que evitava derrapagens e aumentava a eficiência no controle do movimento. 

Por fim, vamos à programação... A Unimate fez a programação em blocos, por meio do aplicativo Spike, com foco em organização, uso de loops, o qual permitia repetir um bloco de código várias vezes, giroscópio e calibração de sensores. O robô da equipe passou por três versões até chegar nesse resultado, dá uma conferida! 🤗 

Furiosa — Falcons 

A equipe #23059 Falcons, do SESI São Luís Anexo (MA), conquistou o Prêmio Inspiração da FTC na etapa nacional e se classificou para o mundial. A premiação é dada para o time que desempenhou com êxito a tarefa de projetar e construir o robô, nesse caso, a Furiosa, apelido carinhoso do robô da Falcons. 

Para garantir velocidade e eficácia na execução dos desafios, dentro do menor tempo possível e com a menor margem de erros, eles utilizaram o Diagrama de Voronoi como uma das estratégias. Já ouviu falar? 

O conceito da matemática e da ciência da computação consiste em dividir um espaço em regiões, com base na proximidade de um conjunto de pontos. Aplicando esse padrão na construção do robô, a equipe fez “furos” na lateral da estrutura para reduzir o peso e aumentar a velocidade, mas sem comprometer a robustez e resistência do material. E, por falar em material, o time optou por utilizar o MDF naval, por ser muito resistente, inclusive à umidade do ar, além de proteção de acrílico nas rodas. 

Para a modelagem 3D do robô, a Falcons utilizou o Fusion360. Já na programação, o time usou o Android Studio e a linguagem de programação Java, organizando o código em funções para facilitar a manutenção e o desenvolvimento do robô.  

Além disso, implementaram o uso de temporizadores e estados da máquina, ou seja, cada ação do robô representava estados, que eram acionados entre si até chegar ao fim do processo, no geral, ao pontuar ou no repouso do robô. Uma verdadeira mão na roda para os pilotos. Isso porque eles automatizaram várias etapas durante o round. 


Por fim, no hardware, eles inovaram com um sistema exclusivo de três garras, cada uma projetada, especificamente, para diferentes desafios da arena, que consistiam em coletar, depositar e clipar. Confere aí! 🤗 

Donatello — BrainMachine 

A #17728 BrainMachine, da Unidade Integrada SESI SENAI Catalão (GO), conquistou o Prêmio Design no nacional. A premiação avalia os elementos que a equipe incorporou no robô, desde a aparência até a funcionalidade. Temos, então, o Donatello, que não recebeu esse nome à toa. Ele foi inspirado desde a criatividade do renascentista, até às habilidades das Tartarugas Ninjas.  

Para ter um robô veloz e autônomo, a equipe desenvolveu processos automatizados na programação, por meio do Onbot Java, ferramenta baseada em texto que permite usar um navegador da web para criar, editar e salvar seus modos de operação Java (op modes).  

A BrainMachine criou threads que auxiliam o robô a executar várias funções ao mesmo tempo, além de programações digitais para limitação da rotação dos motores e velocidade, com o uso do encoder. Esse dispositivo eletrônico converte movimento mecânico, seja rotacional ou linear, em um sinal elétrico.  

Já para manter a estabilidade da máquina, eles utilizaram a IMU, que, basicamente, envolve a leitura e processamento de dados de sensores para determinar a orientação e movimento de um objeto, nesse caso, do robô, e o controle PID, método que direciona um sistema a uma posição ou nível determinado. Ah, quase esqueci, o Donatello foi construído com material semi-industrial e impressões em 3D. Confira! 👇 

ZipTie — Unimate 

A #24557 Unimate, do SESI São José (SC), foi uma das equipes da aliança vencedora da FTC no nacional e representou o Brasil no mundial. O ZipTie, robô do time, foi pensado para ser veloz, com mecanismos de pontuação rápida no jogo. 

Na FTC, o sistema eletrônico do robô é padrão e possui um número limitado de portas para motores e sensores, o que significa que as equipes devem ser criativas e inovarem na construção da máquina. A solução adotada pela Unimate foi a utilização de mecanismos passivos, ou seja, que não precisavam do uso de motores para pontuar. Um desses mecanismos era um sistema de elásticos e travas mecânicas no robô. 

A equipe também optou por utilizar o Java para programar. A linguagem é muito usada pelos times de FTC e FRC, o que facilita na hora de compor alianças, por exemplo, parte essencial do jogo. E isso contou muito para a Unimate. Formar boas alianças foi outra estratégia do time, tanto é que eles realizaram, durante todos os rounds, o scouting. A técnica, bem conhecida na FRC, isso mesmo, FRC, consiste em analisar métricas e observar pontos fortes e fracos de outras equipes. 

Quanto ao material, os catarinenses usaram um sistema de montagem composto por peças impressas e chapas cortadas a laser e usinadas. Tanto as chapas de estrutura, quanto as de proteção eram de policarbonato transparente. O material, apesar de ser mais leve que o vidro, é considerado 250 vezes mais resistente que ele e 30 vezes mais resistente que o acrílico. Olha o resultado! ☺️ 

Ultralisk — Under Control 

A #1156 Under Control, do Colégio Marista Pio XII (RS), marcaram uma década de participações no mundial com a grande conquista do Impact Award Finalist. O prêmio reconhece a atuação das equipes com iniciativas em prol da sociedade. Em 2024, o time abraçou a causa e ajudou muitas pessoas que foram afetadas pelas enchentes no estado. 

Agora, vamos à parte técnica do jogo. A prioridade da equipe era cumprir o básico: jogar todas as partidas sem quebrar e com consistência. Na parte do controle e automação, eles utilizaram limelight, uma câmera desenvolvida, especialmente para a FRC, que fazia a leitura das AprilTags da arena, processava as imagens e identificava a localização do robô na quadra. 

Já na parte mecânica, a Under priorizou utilizar impressoras 3D, peças impressas em ABS e CNC’s. A usinagem CNC é utilizada na fabricação de peças de alta precisão em diversas indústrias, como a automotiva, aeroespacial, moldes e outras, o que possibilitou produzir suportes personalizados para as câmeras, polias, rodas e todas as peças em alumínio 5052 e policarbonato do robô. 

O Ultralisk, robô da Under, você já deve ter escutado esse nome, principalmente se gosta de StarCraft, foi programado em Java, por ser mais compatível com os materiais disponibilizados nas bibliotecas da FRC, além de facilitar a colaboração entre as equipes. Confira aí! 🤖 

Sphyrna — Sharks 

A #9199 Sharks, do SESI SENAI Taubaté (SP), garantiu no nacional o Autonomous Award sponsored by Ford, que premia a equipe que demonstrou operação robótica consistente, confiável e de alto desempenho durante o período autônomo. Já no mundial, eles foram premiados com o Engineering Inspiration Award na divisão Daly, que comemora o time que contribuiu com o crescimento da engenharia dentro da sua escola. 

A cada temporada, um tubarão diferente. Dessa vez, quem garantiu essas premiações foi o Sphyrna, o famoso tubarão-martelo. Vamos começar pelo Drivetrain, responsável pela movimentação do robô. A equipe optou por usar o Swerve, um sistema de transmissão omnidirecional, ou seja, ele se movimenta em todas as direções, ângulos e as rodas são direcionadas e acionadas de forma independente. 

Toda a parte eletrônica do Sphyrna foi embutida na parte de baixo dessa base que acabei de explicar, o que aumentou a proteção, permitiu usar toda a parte superior da base para fixação do elevador e do sistema de escalada. Se não lembra do desafio da FRC dessa temporada, dá uma olhadinha para entender melhor... 

Continuando...Essa estratégia também protegeu o disjuntor geral e a própria bateria. E não, eles não tiveram nenhum incidente com a parte eletrônica esse ano. Sem contar que com o centro de gravidade mais baixo, o robô fica mais estável em movimentações rápidas. Fica a dica! 

A Sharks também usou limelights para fazer a leitura das AprilTags na arena. Ah, não apenas uma, mas três câmeras. Na programação, o Java já é queridinho entre as equipes e, aqui, não foi diferente. Para identificar as movimentações dos motores, o time utilizou sensores encoder, aqueles que convertem movimento mecânico em sinal elétrico, lembra? Por meio disso, eles conseguiam calcular o número de voltas realizado por cada motor e, consequentemente, o deslocamento dos mecanismos. 

E, para garantir a leveza do robô e mecanismos que se movimentassem com mais facilidade, a equipe optou por usar o alumínio na construção, correntes para o movimento de elevação e correias e polias para operar as garras. Conheça o Sphyrna! 🦈 



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