Festival SESI de Robótica no Pavilhão da Bienal, em São Paulo.

A cada temporada das competições de robótica da FIRST, os estudantes encaram um novo desafio, que segue o tema do ano. As missões na arena e no tapete mudam, assim como os robôs, que precisam de novos mecanismos e programação para cumprir as tarefas.  

Na FIRST Tech Challenge (FTC), modalidade para alunos do ensino médio, os itens obrigatórios e que são comuns a todos são as duas controladoras, os motores e os dispositivos elétricos. O restante vai da imaginação da equipe 💭 Nesse processo, rodas mecanum, cremalheira, impressão 3D, CAD e motor ultraplanetário passam a fazer parte do vocabulário dos adolescentes e do portfólio de engenharia do robô.

Os brasileiros estão de olho no que competidores do mundo todo têm feito para inovar e, de um ano para o outro, criam novas gerações de robôs. A inspiração vem de onde menos se imagina: de uma colhedora de cana até a mesa de jantar de casa. É como na natureza, onde nada se cria, nada se perde, tudo se transforma! 💡   

A temporada 2021-2022, com o tema Freight Frenzy, dedicado a transporte e logística, acabou, mas ouvimos cinco equipes para entender o que seus robôs tinham de diferente. Aquele detalhe que ninguém mais tem, aquela missão que poucos conseguem cumprir. E, claro, não poderíamos guardar esse segredo só pra gente.  

Câmeras com visão 180 graus  

O maior orgulho dos integrantes da Cavalo Vendado, equipe do colégio Marista Medianeira, em Erechim (RS), foi o sistema de navegação do robô.

“Temos uma câmera óptica com visão de 180 graus que faz o mapeamento e estima a posição do robô dentro da arena. Se colidimos com outro robô ou obstáculo, conseguimos corrigir para a trajetória pré-programada. A maioria dos robôs é programada em etapas: vai para frente, para a direita e para trás, por exemplo. E aí se tem alguma colisão ou barreira, e nesta temporada tiveram muitas, ele continua seguindo os mesmos comandos sem corrigir”, compara o aluno Felipe Trentin.

Pelo segundo ano consecutivo, a equipe levou o prêmio Controle, que reconhece inovações para resolver as dificuldades do desafio, como a operação autônoma, melhorando os sistemas mecânicos com controle inteligente e sensores. Justo, né?  

Outras duas características garantiram o reconhecimento: o braço com três articulações programado para se mover com um código que tem como base um sistema de coordenadas cartesianas (geometria mandou beijos) e uma webcam que calcula o tamanho das peças a serem coletadas e a distância. “Por isso, fomos uma das poucas equipes que conseguiram coletar peças no período autônomo do jogo”, justifica o colega João Sartori. 

Empilhadeira em vez de garras e rodas mecanum 

Enquanto a maioria das equipes construiu garras para o robô coletar e posicionar os blocos nos locais de destino, a Legonautas, de Patos (PB), apostou em um sistema semelhante a uma empilhadeira.

“Pensamos no estilo de uma empilhadeira, com polia, que puxa a corda e o elevador sobe. Também temos um braço mecânico com sistema de gaveta que se expande para pegar a remessa da equipe”, lista o estudante Ricardo Rômulo Filho.

Ele destaca ainda a impressão 3D, que deu a liberdade criativa para construção das peças, e as rodas mecanum, que permitem o deslocamento lateral, e não só para trás e para frente. 

Braço de policarbonato e sensores de distância e de toque 

A equipe Brain Machine, do SESI/SENAI de Catalão (GO), buscou inspiração em um de seus patrocinadores para construir uma coletora de blocos mais eficiente. A CH950 da John Deere é uma colhedora de cana, mas seus atributos saíram do campo para roubar a cena na arena da FTC.  

“Nosso robô tem um design totalmente industrial com peças feitas por nós mesmos, para as quais usamos nossa criatividade com a impressão 3D. O braço de policarbonato é mais resistente e mais leve e temos uma peça redonda na coletora, que evita que os blocos fiquem presos”, argumenta Karllos Santana.

Segundo o estudante, para aumentar a precisão no período autônomo, eles contaram com sensores de distância e de toque na parte traseira do robô. Além do policarbonato do braço, eles utilizaram filamento PLA na impressão 3D, MDF e outros materiais fornecidos pela patrocinadora REV. 

Plataforma giratória e PID 

Você olha para a mesa de jantar e pensa em quê? Em comida, claro. Não os integrantes da Agrotech, do SESI SENAI de Concórdia (SC). Diante do desafio de tornar o robô o mais ágil possível para coletar todos os blocos, eles copiaram um item já bastante comum nos lares brasileiros: a plataforma giratória de mesa. 

“Ela nos permite dar um giro de 360 graus com a parte superior, onde está a garra, sem mexer a base do robô. Também temos a polia que permite movimento vertical, para cima e para baixo, e ela estica, pegando o objeto lá na frente com a garra”, descreve Augusto Camillo. Junto às rodas mecanum, a plataforma e a polia deram dinamismo ao robô.

“Conseguimos cumprir quase todas as ações com o robô parado, o que abriu várias possibilidades de estratégia, explorando oito variações no período autônomo. Agora no teleoperado, utilizamos o conceito da Proporcional Integral Derivativo, PID. Quando o controlador comete algum erro, conseguimos minimizar”, completa o colega Mateus Benart. Um exemplo: se, com o controle, o piloto faz um movimento brusco com a plataforma, que pode comprometer algum mecanismo, esse conceito faz com que o movimento seja mais leve. 

MDF e cremalheira 

A Geartech, de Goiânia (GO), foi a equipe brasileira que mais teve oportunidades para testar e implementar melhorias no robô. Isso porque eles estiveram em três competições neste ano: no Congresso Brasileiro de Inovação da Indústria, em março; no mundial de Houston, em abril; e no Festival SESI de Robótica, em maio.  

Um dos segredos para a manutenção mais prática do robô é o material, revela o técnico Bruno Vieira da Mata. “Conseguimos fazer um robô de alto nível para competir com os melhores do mundo. Nosso projeto é no Solid Works. Depois de ter um robô rodando em todos os sistemas, cortamos em MDF pensando na manutenção, porque, se der algum problema, vai ser fácil de desmontar e remontar.” 

A inovação que ele destaca é a cremalheira: com uma coroa dentada, eles conseguem fazer subir e descer uma corrediça para coletar e posicionar os blocos.