História e a evolução da robótica
Estamos na vida para construir pontes e não muros inultrapassáveis. Será o caso da ideia de pessoas artificiais datada de épocas como:
- A da lenda de Cadmus, que semeou os dentes de um dragão que se transformaram em soldados.
- Ou do mito do Pigmalião, no qual a estátua de Galateia se torna viva.
- Na mitologia clássica, o deus deformado da metalurgia (Vulcano ou Hefesto) criou serventes mecânicos, variando de serventes douradas inteligentes as mesas utilitárias de três pernas que se poderiam mover por força própria.
- As lendas Judias que se referem a Golem, uma estátua de argila animada através de mágica Cabalística.
- Similarmente, o Younger Edda, da Mitologia escandinava conta que um gigante de argila, Mökkurkálfi ou Mistcalf, foi construído para auxiliar o troll Hrungnir num duelo com Thor, o Deus do Trovão.
- O advento, no século XIX, com máquinas-ferramenta capazes de produzir componentes com elevada precisão,
- a disponibilidade de várias fontes de energia para actuação - hidráulica, pneumática e eléctrica,
- Os conceitos sobre transmissão mecânica, motores, suspensões, a disponibilidade de sensores, etc., tudo isto permitiu construir, entre outras coisas, máquinas que permitiam emular o "braço humano".
- O "braço humano" é constituído por uma junta de três graus de liberdade - o ombro - o cotovelo - e, por fim, o punho. No entanto, a grande maioria dos robôs manipuladores tem geralmente seis eixos: os necessários para atingir qualquer posição/orientação, no espaço de trabalho do robô.
Os primeiros trabalhos em robótica de manipulação podem ser encontrados alguns anos após o fim da Segunda Guerra Mundial. A investigação e o seu desenvolvimento levados a cabo durante os anos 50 e 60 conduziram ao desenvolvimento dos primeiros robôs controlados por computador. Os manipuladores mecânicos evoluíram muito desde essa altura e várias técnicas de controlo foram propostas para os controlar. No entanto, muito trabalho tem ainda de ser feito, nomeadamente em termos de programabilidade, controlo de força, retroacção visual, integração sensorial e até sobre as novas estruturas mecânicas e os novos materiais, conduzindo a robôs mais leves e flexíveis.Actualmente, um robô manipulador industrial é constituído por vários elos rígidos ligados em série por juntas, tendo uma das extremidades fixa (base) e a outro livre para se mover (elemento terminal). As juntas são geralmente actuadas por motores eléctricos – sendo actualmente e em geral motores trifásicos síncronos -, embora também se usem actuadores pneumáticos e hidráulicos.
Um sistema de controlo computadorizado é usado para controlar e supervisionar o movimento do robô, recorrendo a informação sensorial para obter o estado do robô e do ambiente - posição das juntas recorrendo a sensores de posição, força de contacto usando sensores de força/momento, distância a objectos, etc. Isto é, o"software" de controlo de movimento que corre nesse sistema utiliza a informação sensorial para calcular os sinais de controlo necessários a fim de obter o movimento desejado e enviar esses sinais aos actuadores. Apesar de alguma sofisticação, os robôs actuais são utilizados em vários ambientes de produção automatizados, executando tarefas repetitivas em linhas de montagem.Sistemas flexíveis de produção e robótica de manipulação industrial
A robótica trata de máquinas multifuncionais e reprogramáveis, que podem executar tarefas normalmente associadas a seres humanos, possuindo também a capacidade de identificar alterações nas condições e restrições colocadas pela tarefa e/ou pelo meio envolvente, a capacidade de decidir quais as acções que devem ser tomadas e de planear a sua execução. O desenvolvimento deste tipo de máquinas introduziu um elevado grau de flexibilidade nos ambientes de produção actuais, dada a sua flexibilidade de utilização em diferentes tarefas através de simples adaptações: mudança de ferramenta e reprogramação. Hoje em dia, os sistemas de produção automatizados são fundamentais para as economias modernas, visto que a riqueza dos países (o seu Produto Nacional) depende essencialmente das suas instalações de produção: a riqueza cultivada ou extraída emprega tipicamente menos de 10 por cento da população activa e contribui muito pouco para a riqueza nacional. Por isso, os sistemas de produção actuais são cada vez mais sistemas flexíveis. Automatização rígida que caracterizou as décadas de 50 a 80 - denominado o período de ouro para a produção industrial -, assente em máquinas dedicadas de elevada capacidade de produção, não se adapta aos novos tempos. Actualmente, a enorme diversidade de produtos, o desaparecimento das fronteiras comerciais, aliada à exigência de maior qualidade a mais baixo preço, torna o ciclo de vida dos produtos muito curto. Isso é incompatível com sistemas de produção rígidos, vocacionados para produção em larga escala de um determinado produto ou tipo de produto.
Para além disso, as características de mercado favorecem a denominada "Zona da Robótica" e é muito por isso que se tem assistido a uma robotização crescente das estruturas produtivas. Os robôs manipuladores, dada a sua facilidade de programação e a sua adaptabilidade a diferentes situações e condições de funcionamento, podem executar uma grande diversidade de tarefas, muitas delas de uma forma quase humana. Também isso contribui para explicar a razão por que estas máquinas são cada vez mais usadas nas actuais instalações de produção. O que estes números evidenciam com clareza são as "motivações" e os "custos" da introdução de robôs num qualquer processo produtivo. As "motivações", apesar de interessantes, são ainda algo limitadas e os "custos" são ainda grandes no plano económico e essencialmente no plano operacional.
