ERIN 2010 - IC

ERIN 2010

1

Marckson Silva, José Netto

DESENVOLVIMENTO DE UM AMBIENTE VIRTUAL PARA APOIO DE EXPERIMENTOS

EM TELEROBÓTICA

Marckson Monteiro da Silva, José Francisco de Magalhães Netto

Departamento de Ciência da ComputaçãoUniversidade Federal do Amazonas

Manaus, AM, Brasil

Erin 2010

ERIN 2010

2


Roteiro da ApresentaçãoRoteiro da Apresentação

• Introdução

• Revisão bibliográfica

• Métodos utilizados

• Resultados e Discussões

• Desafios

• Conclusão

ERIN 2010

3


• No contexto de robótica pedagógica entende-se Telerobótica como sendo um ambiente de aprendizagem a distância que, utilizando-se dos recursos de comunicação via Internet, possibilita que uma ou mais pessoas que estejam em locais distantes controlem dispositivos robóticos e nesse processo ocorra o aprendizado [D’ABREU 2003].

• Aplicação Telerobótica em:- Laboratórios virtuais de Robótica Educativa;- Exploração espaciais com Robô Opportunity.

IntroduçãoIntrodução

ERIN 2010

4


Ambientes de Telerobótica:

• Na implementação/utilização de ambientes de telerobótica existem algumas experiências similares:

Revisão bibliográficaRevisão bibliográfica

Tabela 1 – Detalhamento de alguns sistemas Telerobóticos.

ERIN 2010

5


Plataformas Robóticas Educacionais


Tabela 2 - Detalhamento dos Kits educacionais robóticos.Fonte : SASAHARA, L.R

ERIN 2010

6


Sistema Telerobótico SuperLogo-SIROS


Figura 1 – Tela do ambiente SIROS..

- Acessível à todos da internet

- Construção de dispositivos

- Programação (Janela de edição - SuperLogo)

- Controle Via Internet (Janela de vídeo)

- Chat

ERIN 2010

7


• Pesquisa Bibliográfica sobre Telerobótica;

• Proposta de Ambiente Virtual para o LaboREAM;

• Pesquisa Bibliográfica sobre Lego Mindstorms;

• Pesquisa Bibliográfica sobre Ambientes de Programação do Lego Mindstorms;

• Pesquisa API Lejos NXT;

• Codificação, implementação e implantação do Ambiente proposto;

• Verificação e Validação do Ambiente implantado.

Métodos utilizados Métodos utilizados

ERIN 2010

8


Proposta do Ambiente Virtual

• Serviços do servidor HTTP: WebViewCam, WebControlRobot, WebProgrammRobot

Resultados e DiscussõesResultados e Discussões

Figura 2 - Detalhamento da arquitetura proposta para ambiente Telerobótico do LaboREAM.

ERIN 2010

9


Desenvolvimento de uma Aplicação Educacional

• Para validar a implementação da parte A da proposta do Ambiente Virtual (WebViewCam e o WebControlRobot) foi desenvolvido um jogo robótico educacional semi-automático.


ERIN 2010

10


Design Bible

•Descrição geral do jogo: O jogo trata-se de um ambiente urbano onde o jogador vivencia situações de trânsito urbano, levando a refletir sobre quais atitudes tomar diante de situações típicas.

•Objetivo: Do ponto de vista do jogador e educacional.

•Objetivo Pedagógico: Objetivo cognitivo, psicomotor e afetivo. •Interatividade: O nível de interatividade do jogo é alto.

•Público Alvo: Alunos finais do ensino fundamental.


ERIN 2010

11


Design Bible

•Cenário: O jogo acontece num ambiente urbano desenvolvido sobre uma maquete.

•Personagens: O jogo oferece apenas singleplayer onde o personagem motorista interage com o cenário urbano.

•Início do jogo: Motorista em uma posição pré-definida de acordo com o nível do jogo. Barra de energia (representa combustível do veículo) e uma barra de tempo (representa que motorista deve chegar dentro do tempo no local determinado).


ERIN 2010

12


Design Bible

•Interação do usuário: Controle remoto virtual, jogador pode ter direito a bônus.

•Energia e tempo: Esvaziam ao decorrer do tempo e nível escolhido.

•Fim de jogo: O fim do jogo acontece quando o usuário chega ao ponto determinado pelo nível, ou quando o veículo robótico anda fora da rua, ou quando o tempo e combustível acabar. O usuário sabe sua pontuação ao finalizar um nível.


ERIN 2010

13


Arquitetura proposta para o jogo


ERIN 2010

14


Desenvolvimento do agente animado


Tabela 3 – Comportamento do agente animado.

Fala do agente animado Comportamento Fala do agente animado Comportamento

O agente apresenta-se para o usuário, depois seu comportamento é auxiliar o usuário entrar no jogo.

O agente auxilia o usuário a ligar, acelerar e controlar o carro. Ainda avisa que ele pode visualizar o mapa “GPS”.

O agente solicita que usuário escolha um nível, depois que aperte em começar jogo.

Caso o usuário chegue ao seu objetivo, o agente avisa que ele tem bônus.

O agente chama atenção do usuário para o objetivo escolhido, depois pede que aperte em controlar carro NXT.

Caso usuário escolhe jogar bônus, o agente animado auxilia como responder as perguntas e ainda avisa que usuário pode pedir ajuda e sair do bônus quando quiser.

ERIN 2010

15



Figuras do jogo

ERIN 2010

16



Figuras do jogo

ERIN 2010

17



Dispositivo robótico móvel montado

-Autonomia terrestre com rodas

-Não-holonômico

-Controle é teleoperado e autônomo quando deixa de ser teleoperado.

-Modelo de acionamento diferencial

-Plataforma Lego MindStorms NXT 1.0

Figura 4 - Carro montado com Lego NXT.

17

ERIN 2010

18


• Mapeamento do dispositivo móvel no ambiente paraferramenta GPS.

- Para fazer a localização foi usado odometria.- Pacote de Navegação do Icommand 0.7

• Erros não sistemáticos de odometria .- Foi montado um ambiente controlado.

• Montar um ambiente semi-automático.- A movimentações foram mapeadas para uma matriz correspondentes ao tamanho do ambiente montado- Foi usado um algoritmo para achar o melhor caminho de volta para ponto de partida

DesafiosDesafios

ERIN 2010

19


• Com esse experimento preliminar foram testados a consistência do jogo, o comportamento do agente animado interagindo com o jogador e o interesse de aprender de forma lúdica e diferenciada. Durante os experimentos melhorias foram observadas para próxima versão do jogo.

• A proposta de um ambiente virtual foi realizada e algumas das funcionalidades do ambiente já foram codificadas e implementadas, e estão prontas para ferem acopladas a outros módulos que estão em desenvolvimento.

• Potencial desse trabalho como contribuição cientifica para concretização para Laboratórios Virtuais .

ConclusãoConclusão

ERIN 2010

20


ReferênciasReferências

ÁLVARES, A. J. & ROMARIZ Jr, L. S. “Telerobótica: metodologia para o desenvolvimento de sistemas robóticos teleoperados via internet”. 1999. Brasília: Unb, Grupo de Automação e Controle. Disponível em: <ftp://ftp.graco.unb.br/pub/publicacoes_graco/aaacic.pdf>

ÁLVARES, A. J.; ROMARIZ Jr, L. J. “Desenvolvimento de um manipulador com dois graus de liberdade controlado remotamente via internet”. 1998. Brasília: Unb, Grupo de Automação e Controle. Disponível em: ftp://ftp.graco.unb.br/pub/publicacoes_graco/robwebcam.pdf

D’ABREU, J. V. V.; CHELLA, M. T. “Ambiente de Telerobótica em EaD” , 2003. Campinas: Unicamp. Disponível em: <http://www.nied.unicamp.br/~siros/>. Acesso em: dezembro de 2009.

VICARI, ROSA M.; ET ALL. “Kurrupako: um agente animado sócio-efetivo para ambientes de aprendizagem”. 2006. In: Revista novas tecnologias na educação. CINTED. UFRGS.

ASSIS, GILDA A., ET AL, 2006. EducaTrans: um jogo educativo para o aprendizado do trânsito. Revista novas tecnologias na educação, CINTED-UFRGS, Dezembro de 2006

ERIN 2010

21


ContatosContatos

Email: [email protected]: http://sites.google.com/site/marckson

ERIN 2010 - IC

Documents

Transcript of ERIN 2010 - IC