O que são Cobots ? (MEC527)

Detalhes: Escrito por: Newton C. Braga

Cobot (Robôs Colaborativos) é o nome dado aos autômatos que tem a função de colaborar nas funções diárias dos seus operadores, trabalhando como auxiliares em diversas tarefas, onde o autômato aprende determinadas funções apenas vendo ou sendo guiado, sem a necessidade do operador programá-lo através das linhas de código, utilizando sua A.I. para as tomadas de decisões.

A cada dia temos o anúncio de componentes eletrônicos cada vez menores e mais precisos, estes novos componentes ajudam no aumento cada vez maior do processamento das informações, assim como também a comunicação sem fio está cada vez mais acessível e rápida. Com esta rápida evolução da tecnologia, engenheiros de diversas empresas estão criando autômatos (robôs) cada vez menores, fortes e “mais inteligentes”, levando ao mercado a possibilidade de automatizar os mais diversos processos industriais.

Porém, nem todo processo é sequencial, e existem processos onde as etapas mudam constantemente a forma como operam. Pensando nisso, algumas empresas resolveram criar os “Cobots”, robôs que podem modificar os seus movimentos conforme a necessidade do ambiente, um robô que poderia trabalhar lado a lado com as pessoas, sem a necessidade de criarmos a área de isolamento para a segurança do operador, tal como ocorre nas grandes montadoras de veículos, onde os braços robóticos atuam dentro de gaiolas de proteção.

No mercado temos duas grandes montadoras de cobots, a ABB e a Kuka, conforme podemos ver na figura abaixo.

Os Cobots da ABB (Yumi) e Kuka

A estrutura de um Cobot

Como podemos ver na figura anterios, ambos os cobots são diferentes em sua estrutura, mas basicamente, um cobot precisa de motores para movimentar seus braços e garras, como também a sua própria locomoção, câmera ou o LIDAR (Escaneamento a LASER) para escanear o ambiente onde ele se encontra, sensores para medir temperatura, pressão, distância, ruídos, localização, posição e outros que se façam necessários.

Para gerenciar todos estes sensores, imagens e movimentar todos os motores de forma coordenada, um cobot necessita de um processamento rápido, como também um acesso às suas memórias armazenadas. Dependendo da quantidade de processamento que um cobot precisa realizar, como também os dados que ele precisa armazenar, o próprio sistema do cobot pode não dar conta, por isso é necessário uma conexão com um servidor, para que possa processar as informações e retornar com as respostas das quais ações ele precisa realizar. Na figura 2 temos uma ilustração com um esquema básico de um cobot.

Esquema básico de um cobot – (Imagem: WALL-e – 2008 – Pixar)

Cobot com inteligência artificial

Já na década de 40, Alan Turing tinha em mente a criação de máquinas com inteligência artificial, ele mesmo criou um teste para classificar se uma máquina pensava ou não com o que poderíamos chamar de inteligência, este teste é conhecido como Teste de Turing. Mas para entendermos o que é uma inteligência artificial , sem entrar neste assunto que é muito extenso, podemos determinar que uma máquina ou sistema com inteligência artificial é aquele que recebe como informação um ambiente ou objetivos, e o sistema ou máquina criar perguntas a si mesma, analisando todas as variáveis possíveis, para chegar a um resultado satisfatório.

Caso este resultado gere algum problema, o sistema deverá armazenar em sua memória essas informações como errada, para que na próxima vez, caso este sistema chegue a mesma resposta, ele saiba que já deu errado e passe para uma próxima.

Para entendermos melhor esse cenário, vamos criar um exemplo, onde o nosso cobot precisa dar comida aos gatos do bairro. Para essa função “Alimentar os Gatos” precisaremos ensinar a ele o que são os gatos, e para isso armazenamos diversos tipos de imagens de gatos o qual ele cria um padrão para os gatos.

Até aqui criamos um banco de dados onde ele conhece os gatos, mas em seu trabalho ele encontra um boneco de Funko Pop do Batman, o que ele faz? Se analisarmos que só criamos um banco de dados com gatos, ele dará comida ao Batman, e é neste momento é que “ensinamos” ao sistema que aquilo até parece um gato, mas não é, e a partir deste momento criamos uma tabela de “coisas” que parecem gatos mas não são. Agora o nosso cobot terá a função de achar coisas que parecem “gatos” e analisar traços que podem definir se “é” o “não” um gato, assim como na figura 3.

Armazenando todas as variáveis nos bancos de dados.

Um exemplo da função de um cobot

Imagine que você tenha uma marcenaria e nela você produz mesas e cadeiras de diversos tipos. Você precisa pregar, serrar, separar peças e etc., num trabalho desse a ajuda de uma outra pessoa é importante, e é nesse quadro que um cobot pode auxiliar no trabalho, você poderá programá-lo a segurar as peças enquanto você colocar os parafusos, sem a necessidade de programá-lo digitando linhas de coordenadas X, Y e Z, você programa os movimentos apenas movendo os braços até o ponto correto, assim ele armazena o movimento e da próxima vez que for necessário, o cobot reproduzirá a mesma ação quando solicitado, mesmo se o cenário esteja diferente, como madeira numa posição diferente, ferramentas fora do lugar. Isso porque a inteligência artificial do cobot “aprendeu” com você o que é madeira, ferramentas, parafusos e até o que são gatos.

As normas ISO 10218-1 - 2

Um cobot não poderá de maneira alguma ferir qualquer pessoa ou causar danos ao ambiente, por isso um cobot precisa se enquadrar nas normas da ISO 10218-1, onde prevê regras importantes para a segurança de todos. Para atender estas normas, os cobots têm os seus movimentos mais suaves e com menos velocidade em comparação aos braços robóticos aplicado na indústria. Os sensores de pressão e distância precisão ter uma resposta muito rápida e precisa, como também uma avalanche de códigos e sistema de proteção. Só por este motivo podemos notar a importância de processamento rápido e da qualidade dos componentes que estes cobots precisam ter.

O Futuro

Com a descoberta de novos materiais, que geram novos componentes, que geram novos sistemas mais rápidos e seguros e que pode sua vez geram robôs cada vez mais rápidos, leves e inteligentes, é inevitável o surgimento de cobots cada vez mais parecidos com o C3PO, o R2D2 ou o B8 da saga Star Wars, robôs que nos auxiliarão em quase tudo, como tradutores, companheiros e outros que nossa imaginação possa descobrir. Os impactos que isso terá em nossos dias, tais como o futuro dos empregos, da educação e da sociedade em si é algo que precisa ser amplamente debatido, mas proibi-los é algo que não será possível, dia a dia eles farão parte da nossa cultura, criá-los e concertá-los creio que será mais uma atribuição dos engenheiros e técnicos.