Desenvolvimento de um Robô Hexápode para estudos de adaptação de caminhada em ambientes não estruturados

Abstract

O presente trabalho apresenta a construção do robô hexápode biologicamente inspirado (MYRMEX-I) para ser usado como plataforma de desenvolvimento experimental e validar arquiteturas de controle. O robô será controlado por meio de um FPGA (Field Programable Gate Array). Sua principal contribuição é a criação de uma estrutura baseada em FPGA para a implementação dos algoritmos da cinemática inversa do robô, bem como introduzir sensores que permitem seu controle dinâmico, baseando na realimentação de forças. O controlador escolhido possibilitou a configuração para uma aplicação específica, um consequente ganho no desempenho aproveitando o paralelismo intrínseco desta arquitetura, e permite calcular as reações em tempo real. Para o controle, usou-se o programa gerador de módulos aritméticos FloPoCo – Floating-Point Cores, tendo por objetivo implementar a solução do algoritmo proposto para o robô hexápode desenvolvido. É feita a descrição da estrutura para esse tipo de robô, são apresentados os equacionamentos de seu modelo cinemático e proposta de trajetória do ponto de apoio das pernas, assim como, a configuração adotada para o FPGA. Durante a fase de desenvolvimento do robô (eletrônica e mecânica), foi possível encontrar os pontos com maiores níveis de tensão e compressão, a fim de enviar sinais para os transdutores, e medir indiretamente as forças de contato entre as pernas e o terreno. Os transdutores foram submetidos a experimentos e calibração que permitiram avaliar o seu desempenho. Este estudo permitiu alocar teoricamente nas melhores posições da estrutura mecânica um grupo de sensores, capazes de transmitir informações que representam o estado do robô e suas interações com o ambiente.