IA aplicada à Robótica
Aplicação de Técnicas de Inteligência Artificial (IA) na robótica.
Objetivos:
- Criar e estruturar o Laboratório de Robótica Inteligente (LRI);
- Criar uma nova linha de pesquisa dentro do Grupo de Pesquisas em Algoritmos (GPA);
- Incentivar o interesse discente pelas áreas de robótica e IA, de modo a contribuir com todas as áreas correlatas através da aplicação prática das diversas áreas da Ciência da Computação (CC) na robótica;
- Desenvolver pesquisas em IA aplicada à robótica em áreas como: visão, navegação, planejamento, jogos, etc.;
- Possibilitar aos alunos uma experiência prática em IA aplicada à robótica.
Por que um grupo de estudos?
A Inteligência Artificial (IA) pode ser definida, em sentido amplo, como a reprodução de comportamento inteligente por meio de artefatos. Por comportamento inteligente entendemos vários tipos de tarefas diferentes, mas que envolvem percepção, raciocínio, aprendizado, comunicação e ação e reação diante de ambientes complexos [1].
A IA é atualmente uma área da Ciência da Computação já bastante consolidada, com aplicações de sucesso em várias outras áreas, como:
- Reconhecimento de fala;
- Jogos;
- Planejamento logístico;
- Diagnóstico médico;
- Provas de teoremas; entre outras.
Uma das aplicações da IA mais complexas está na Robótica. A Robótica pode ser definida como a área da engenharia que estuda a construção de máquinas capazes de realizar certas tarefas de forma autônoma [2]. Por sua própria natureza, a Robótica é uma área multidisciplinar, que envolve o estudo das mais variadas áreas, como: matemática, física, engenharia mecânica, engenharia elétrica, computação, etc.
A robótica têm se desenvolvido em uma velocidade vertiginosa nos últimos anos, e desta forma têm se mostrado um campo muito fértil para inovações tecnológicas em todas as áreas que a compõe. A IA é uma das tecnologias chave deste desenvolvimento, pois permite a construção de robôs mais inteligentes, capazes de tomar decisões dentro de ambientes não estruturados, ou diante de situações novas. Desta forma, tanto a robótica pode ser usada como laboratório para testes das técnicas de construção de sistemas inteligentes da IA, como a IA pode ser usada como uma ferramenta para a resolução dos novos desafios a que a expansão da robótica submete os criadores de robôs.
A Robótica também pode ser usada como um laboratório experimental para ensino e pesquisa em IA, pois os desafios referentes ao controle inteligente de robôs representam amplo território para as aplicações das técnicas de IA, tanto isoladamente quanto combinadas em sistemas de alta complexidade. Schafer [3] descreve a utilização de kits educacionais de robótica para promover o ensino da IA entre os alunos de seu curso de Ciência da Computação, obtendo bons resultados. A metodologia descrita pelo autor foi a de apresentar o conteúdo teórico da disciplina e durante as aulas propor desafios em que os alunos deveriam trabalhar em equipes e montar robôs, incluindo hardware e software, que fossem capazes de dar conta dos desafios propostos.
Muitas áreas da IA podem ser abordadas por esta metodologia: Sistemas Baseados em Conhecimento e Regras, Sistemas Nebulosos, Redes Neurais Artificiais, Algoritmos Genéticos, Raciocínio Baseado em Casos, etc. A construção de robôs também estimula a criatividade dos alunos e faz dos mesmos um recurso de aprendizagem valioso.
Bibliografia Utilizada:
[1] NILSSON, N. J. “Artificial Inteligence: A New Synthesis”, Morgan Kaufmann, San Francisco-California, 1. Ed, 1998.
[2] CAMARGO, M. A. A. Planejamento de Trajetórias de um Manipulador Robótico Usando Redes Neurais Artificiais, “Dissertação de Mestrado”, Universidade Estadual de Campinas (Faculdade de Engenharia Mecânica), Campinas, Agosto 2002.
[3] SCHAFER, J. B.; “Hands-on Artificial Intelligence Education Using LEGO Mindstorms™: Lessons Learned”, “Relatório Técnico”, University of Northern Iowa (Department of Computer Science), 2003.
