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Aplicação de técnicas de robótica, sistemas computacionais inteligentes e visão computacional no desenvolvimento de um manipulador autônomo

The use of robot manipulator for pick-and-place operations is not a new concept in the industry, although it can encompass several applications, such as quality control. However, it has become more accessible according to the evolution of processing power and the use of intelligent systems-based tec...

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Autor principal:	Santos, Mateus Cabral dos
Formato:	Dissertação
Idioma:	Português
Publicado em:	Universidade Tecnológica Federal do Paraná 2022
Assuntos:	Robótica Inteligência computacional Sistemas especialistas (Computação) Robotics Computational intelligence Expert systems (Computer science) CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA Ciência da Computação
Acesso em linha:	http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/29552
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id	riut-1-29552
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spelling	riut-1-295522022-09-10T06:07:49Z Aplicação de técnicas de robótica, sistemas computacionais inteligentes e visão computacional no desenvolvimento de um manipulador autônomo Application of robotics techniques, intelligent computational systems and computer vision in the development of an autonomous manipulator Santos, Mateus Cabral dos Palacios, Rodrigo Henrique Cunha http://lattes.cnpq.br/0838678901162377 Mendonca, Marcio http://lattes.cnpq.br/5415046018018708 Melo, Leonimer Flavio de https://orcid.org/0000-0003-1202-0079 http://lattes.cnpq.br/0235320453073470 Silva, Natassya Barlate Floro da http://lattes.cnpq.br/3393376801047734 Palacios, Rodrigo Henrique Cunha http://lattes.cnpq.br/0838678901162377 Robótica Inteligência computacional Sistemas especialistas (Computação) Robotics Computational intelligence Expert systems (Computer science) CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA Ciência da Computação The use of robot manipulator for pick-and-place operations is not a new concept in the industry, although it can encompass several applications, such as quality control. However, it has become more accessible according to the evolution of processing power and the use of intelligent systems-based technologies. Thus, the objective of this research is to build a robotic manipulator based on BCN3D Moveo and its implementation in a pick-and-place task. For this, concepts of Artificial Neural Networks (ANNs), computer vision, kinematics and trajectory planning of robotic manipulators were used. The resulting robot recognizes several objects and remove those it considers defective. The manipulator is constituted by 5 degrees of freedom (DOFs) and modeled from divisions in subsystems, each with a specific task. The techniques used to solve the proposed problem were validated through previous work using a manipulator with 3 DOFs. The results indicate that the built manipulator satisfies the proposal of this work satisfactorily, since it presents sufficient precision and repeatability in the operations of object identification, calculation of the inverse kinematics and trajectory planning. Future work addresses the possibility of applying this system, and improvements in the constructive and electromechanical aspects of the robot. A utilização de robôs manipuladores para operações pick-and-place não é um conceito novo na indústria, embora possa englobar diversas aplicações, como controle de qualidade de peças. Entretanto, tornou-se mais acessível de acordo com a evolução da capacidade de processamento e a utilização das tecnologias dos sistemas inteligentes. Assim, o objetivo desta pesquisa consiste na construção de um manipulador robótico baseado no BCN3D. Moveo com implementação baseada em uma tarefa pick-and-place. Para isto, propõe-se a aplicação dos conceitos de Redes Neurais Artificiais (RNAs), visão computacional, cinemática e planejamento de trajetórias de manipuladores robóticos. O sistema resultante reconhece diversos objetos e retira aqueles que considerar defeituosos da área de trabalho.O manipulador é constituído por 5 graus de liberdade (GDL) e modelado a partir de divisões em subsistemas, cada um com uma tarefa específica. As técnicas utilizadas para a resolução do problema proposto foram validadas através de trabalhos anteriores utilizando um manipulador com 3 GDL. Os resultados indicam que o manipulador construído cumpre satisfatoriamente a proposta deste trabalho, uma vez que apresenta precisão e repetibilidade suficientes nas operações de identificação de objetos, cálculo da cinemática inversa e planejamento de trajetória. Futuros trabalhos adicionam a possibilidade de aplicação deste sistema e melhorias nos aspectos construtivos e eletromecânica do robô. Moveo com implementação baseada em uma tarefa pick-and-place. Para isto, propõe-se a aplicação dos conceitos de Redes Neurais Artificiais (RNAs), visão computacional, cinemática e planejamento de trajetórias de manipuladores robóticos. O sistema resultante reconhece diversos objetos e retira aqueles que considerar defeituosos da área de trabalho. O manipulador é constituído por 5 graus de liberdade (GDL) e modelado a partir de divisões em subsistemas, cada um com uma tarefa específica. As técnicas utilizadas para a resolução do problema proposto foram validadas através de trabalhos anteriores utilizando um manipulador com 3 GDL. Os resultados indicam que o manipulador construído cumpre satisfatoriamente a proposta deste trabalho, uma vez que apresenta precisão e repetibilidade suficientes nas operações de identificação de objetos, cálculo da cinemática inversa e planejamento de trajetória. Futuros trabalhos adicionam a possibilidade de aplicação deste sistema e melhorias nos aspectos construtivos e eletromecânica do robô 2022-09-09T18:36:35Z 2022-09-09T18:36:35Z 2022-07-01 masterThesis SANTOS, Mateus Cabral dos. Aplicação de técnicas de robótica, sistemas computacionais inteligentes e visão computacional no desenvolvimento de um manipulador autônomo. 2022. Dissertação (Mestrado em Informática) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Cornélio Procópio, 2022. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/29552 por openAccess application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Cornelio Procopio Brasil Programa de Pós-Graduação em Informática UTFPR
institution	Universidade Tecnológica Federal do Paraná
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description	The use of robot manipulator for pick-and-place operations is not a new concept in the industry, although it can encompass several applications, such as quality control. However, it has become more accessible according to the evolution of processing power and the use of intelligent systems-based technologies. Thus, the objective of this research is to build a robotic manipulator based on BCN3D Moveo and its implementation in a pick-and-place task. For this, concepts of Artificial Neural Networks (ANNs), computer vision, kinematics and trajectory planning of robotic manipulators were used. The resulting robot recognizes several objects and remove those it considers defective. The manipulator is constituted by 5 degrees of freedom (DOFs) and modeled from divisions in subsystems, each with a specific task. The techniques used to solve the proposed problem were validated through previous work using a manipulator with 3 DOFs. The results indicate that the built manipulator satisfies the proposal of this work satisfactorily, since it presents sufficient precision and repeatability in the operations of object identification, calculation of the inverse kinematics and trajectory planning. Future work addresses the possibility of applying this system, and improvements in the constructive and electromechanical aspects of the robot.
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Aplicação de técnicas de robótica, sistemas computacionais inteligentes e visão computacional no desenvolvimento de um manipulador autônomo

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