Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
AULA 6 VEÍCULOS AUTÔNOMOS (AGV) Prof. Tiago Koike 2 TEMA 1 – ATIVIDADES ECONÔMICAS LIGADAS AOS AGVS O uso dos AGVs (Automatic Guided Vehicles) vem crescendo de forma acelerada nas indústrias e no mercado de trabalho, substituindo os transportes e manuseios insalubres de maior periculosidade ou trajetos muitos longos por processos automatizados, que não precisam descansar e não param para comer ou dormir. Atualmente, essa demanda por veículos autônomos está cada vez maior, em um mercado de trabalho que tem cada vez mais equipamentos e novas tecnologias. A expectativa é que esse tipo de trabalho repetitivo deixe de ser realizado por humanos na próxima década, sendo substituídos pelos robôs móveis. Com base nesse cenário, o Boston Consulting Group tem a perspectiva de que um em cada quatro empregos será substituído por robôs ou softwares até o ano de 2025. A Universidade de Oxford realizou outro estudo que aponta para a mesma direção, defendendo que, nas próximas duas décadas, cerca de 35% das profissões serão automatizadas. Ainda é difícil compreender claramente a influência que a automação exerce sobre o mercado de trabalho. Mas, ao contrário do que diz o mito (que a robótica vai roubar todos os empregos humanos), o mercado de trabalho tem sido menos impactado do que o esperado, gerando empregos em áreas que antes nem existiam, com demanda por outros serviços menos braçais. Figura 1 – Manutenção sistema logístico Crédito: Travel Mania/Shutterstock. A criação das novas profissões do futuro e o desenvolvimento de ramificações dentro das áreas de engenharia, a computação e automação industrial vêm ganhando cada vez mais espaço. Segundo um estudo realizado 3 pela Mckinsey Global Institute, estima-se que até o ano de 2030, entre 3% e 14% dos trabalhadores em todo o mundo precisarão mudar de função. São necessários novos engenheiros capazes de organizar os processos, assim como programar e otimizar o trabalho dos AGVs. Do ponto de vista dos cargos técnicos, o número de empregos para a manutenção tende a continuar crescendo. 1.1 Negócios relacionados aos AGVs A automação não vem criando apenas profissões. Existe todo um mercado que gira em torno dos AGVs, assim como os demais mercados de consumo no mundo. Um bom exemplo é o carro, que, para ser produzido, necessita de uma cadeia complexa de fornecedores, montadoras, revendedoras e oficinas de manutenção. Os AGVs também possuem uma cadeia de valor semelhante e complexa, que vem crescendo e se desenvolvendo. A cadeia de manufatura dos AGVs é muito ampla e começa com os fornecedores de matérias-primas e componentes específicos vindos de empresas de usinagem de precisão, que respeitam as tolerâncias dos projetos feitos por projetistas mecânicos dos AGVs, que, por sua vez, consideram em seus projetos todos os sistemas eletrônicos e motores especificados pelos projetistas elétricos, que foram desenvolvidos por empresas de componentes eletrônicos para automação. As empresas fabricantes de AGVs, além de projetar, são modernas montadoras, pois recebem componentes e partes provenientes de fornecedores de todos os segmentos, passando por um rigoroso controle de qualidade até que os engenheiros de software integrem os sistemas para que os AGVs funcionem perfeitamente. Os fabricantes de AGVs, por meio dos seus técnicos de venda e engenheiros de aplicação, ajudam a especificar qual dos modelos atendem melhor às demandas e quais acessórios físicos, customizações e software devem ser considerados para cada aplicação. Esses AGVs são comprados por empresas de automação, chamadas de integradoras, que possuem uma equipe interna de engenheiros, projetistas, montadores, programadores e técnicos especialistas em automação. São responsáveis pela escolha do melhor AGV para aplicação, desenvolvimento dos projetos e simulação das rotas e soluções conforme cada demanda dos seus clientes. As integradoras, com seus técnicos, definem as rotas, programam e 4 conectam os AGVs ao ambiente de trabalho dos clientes, colocando em operação e dando manutenção aos AGVs instalados para que eles possam operar initerruptamente. Figura 2 – Integração automação logística Crédito: Panuwat Phimpha/Shutterstock. Existem também empresas que são especialistas em prestação de serviço de manutenção dos AGVs, outras em programação e até empresas que realizam reformas e comercializam AGVs usados. É um mercado muito abrangente que depende de mão de obra especializada e muito treinada. À medida que a indústria instala mais AGVs, a demanda por fabricar, instalar e dar manutenção nesses veículos autônomos só aumenta, puxando todo um mercado que gira atualmente dezenas de bilhões de dólares e em um futuro próximo deve chegar a centenas de bilhões de dólares. De acordo com a Merrill Lynch, o aumento no volume de todo o mercado robótico fixo e móvel se deve a uma redução de 27% no custo nessa última década, e deve cair mais 22% na próxima, fruto dos avanços e redução nos custos trazidas pelas melhorias tecnológicas em chips de silício, sensores e na computação. 5 1.2 Inovação no modelo de negócios Não é apenas a tecnologia e os empregos que estão mudando ou evoluindo. Esse avanço tecnológico também está inovando o modelo de negócio, mudando a forma como as indústrias vêm adquirindo ou trabalhando com a Logística, expandindo para uma economia de compartilhamento. No mundo da logística, já era muito comum o modelo de locação, onde grandes empresas de equipamento e até os próprios fabricantes de empilhadeiras, transpaleteiras e até equipamentos 100% manuais locavam esses equipamentos para as indústrias, armazéns e empresas de logística, responsabilizando-se pelo serviço de manutenção e substituição deles em caso de quebra. O que vem mudando hoje com a chegada dos AGVs e AMRs é a necessidade de projetos específicos, com integração junto às rotas e às atividades diárias, muitas vezes envolvendo os softwares de gestão das fabricas e WMS (software de gestão de almoxarifados). Essa mudança tem influenciado empresas a entender os AGVs como um serviço e não um ativo, onde estes são locados para serviços específicos por períodos predeterminados de tempo. Essa mudança de produto para serviço criou um novo modelo de negócios, pois implementar AGVs de forma adequada em processo industrial exige uma equipe especializada, com engenheiros, programadores e profissionais capacitados para manutenção. A locação de serviço inclui o uso compartilhado entre vários clientes de um time completo com expertise em automação e AGVs, o que reduz drasticamente os custos e torna os clientes mais competitivos. Já com muitos adeptos, esse modelo de negócios é usado por empresas de médio e pequeno porte que automatizaram seus processos logísticos com AGVS e estão obtendo ganhos financeiros superiores ao custo da locação, quebrando o mito de que só grandes empresas conseguem ter AGVs e serem mais competitivas. TEMA 2 – CARROS AUTÔNOMOS Quando se fala em veículos autônomos, o primeiro pensamento que nos vem à cabeça são os carros sem motoristas, que possuem a capacidade de se dirigir sozinhos. Isso parece um futuro distante: projetos implementados apenas em universidades ou centros de pesquisa? 6 Vamos ver, neste tema, que esse tipo de tecnologia, que muito se assemelha ao seu irmão de menor porte, os AMRs, vem evoluindo de forma rápida em muito prática, já sendo um produto oferecido por algumas montadoras. Mas, afinal, o que é um carro autônomo? 2.1 O que é um carro autônomo? Assim como os robôs autônomos moveis, um carro autônomo é um veículo dotado de uma rede de controle, sensores e atuadores que substituem o motorista humano no processo de dirigir o carro. O processo e o princípio parecem muito simples, já implementados por vários modelos de AMRs que seutilizam de sistemas de navegação autônoma, que nada mais fazem do que simular os sentidos de visão e audição do motorista. Por meio de um controlador central, roda um software de inteligência artificial, simula os reflexos e capacidade cognitiva do cérebro, fazendo com que os atuadores e motores que substituam os comandos gerados por braços e pernas, possam acelerar, frear e virar o AMR na direção desejada. Mas por que ainda não vemos carros autônomos andando por todos os lados, se a tecnologia já está aqui? Figura 3 – Forma de detecção ambiente carros autônomos Crédito: Metamorworks/Shutterstock. 7 Realmente, por mais complexa que a tecnologia de navegação natural, ou seja, a tecnologia que os robôs móveis autônomos utilizam para ler o ambiente em que se encontram, localizar-se e navegar apenas utilizando sensores embarcados, elas funcionam perfeitamente bem, atendendo a todas as normas regulatórias de segurança e possibilitando a operação lado a lado com os seres humanos. Não muito diferente dos AMRs, os carros autônomos precisam das mesmas tecnologias para funcionar: câmeras, sensores laser ou LIDAR, GPS, inteligência artificial e um processador central, os quais, operando de forma integrada, geram controles precisos para fazer o carro mudar de pista quando necessário, reconhecer a sinalização nos semáforos, pedestres, animais, objetos na pista e tomar decisões em situação perigosas. Figura 4 – Integração de sensores para carro autônomo Crédito: Metamorworks/Shutterstock. 2.2 Níveis de autonomia e automação O grande objetivo das montadoras e empresas de tecnologia é garantir que no futuro existam poucos ou nenhum acidente de trânsito. Para isso, estão apostando pesado em todas as tecnologias mencionadas acima. Essa evolução, que surgiu com a invenção dos cintos de segurança, vem automatizando os carros e os levando em direção à pilotagem autônoma. A seguir, estão listados os cinco 8 principais níveis até o maior estágio de automação de um carro com 100% de direção autônoma. • Nível 0 – Carro sem automação: o veículo é dirigido de forma 100% manual por um humano; • 1º Nível – Sistema de assistência ao motorista: encontrado atualmente em muitos veículos, é o grau mais simples de automação, oferecendo ao motorista recursos como piloto automático e controle de cruzeiro adaptativo (ACC); • 2º Nível – Carro semiautônomo: é uma automação parcial em que o veículo controla a direção e os pedais de aceleração e freio sozinhos, possibilitando trafegar sem interferência humana por poucos quilômetros, mas necessitando do motorista em caso de perigo; • 3º Nível – Automação condicional: uma evolução do nível 2, em que o carro, por meio dos sensores, toma decisões sozinho possibilitando trafegar sem interferência humana vários quilômetros. Porém a responsabilidade continua sendo do motorista, que deve assumir o controle do veículo em caso de perigo; • 4º Nível – Alta automação de direção: o veículo pode operar sozinho, o motorista pode dormir, mexer no celular ou ler um livro, enquanto a inteligência artificial dirige o carro de forma 100% autônoma. Funciona apenas em estradas bem-sinalizadas, levando os passageiros de uma cidade a outra sem interferência. Já nos trechos urbanos, o motorista assume a direção; • 5º Nível – Carro 100% autônomo: é capaz de dirigir sem interferência humana na cidade e rodovias, toando decisões e corrigindo possíveis falhas e evitando perigos. São carros muito mais seguros, pois conseguem monitorar 360° ao seu redor de forma instantânea várias vezes por segundo, tomando decisões a cada milissegundo, muito mais rápido que o cérebro humano consegue processar. 9 Figura 5 – Navegação autônoma de carros Crédito: Metamorworks/Shutterstock. 2.3 Desenvolvimento nacional O setor automotivo no Brasil não é focado no desenvolvimento de novas tecnologias. Os departamentos de inovação aqui são dedicados à tropicalização e à nacionalização de veículos projetados em suas matrizes. Dessa forma, a geração de inovação e de tecnologia acontece no meio acadêmico e governamental em instituições como: • Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp); • Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq); • Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Sistemas Embarcados Críticos (INCT-SEC). Essas instituições financiam projetos como o CARINA (Carro Robótico Inteligente para Navegação Autônoma), um veículo utilitário elétrico 100% nacional, iniciado em 2011 que rodou aproximadamente 1 km em modo autônomo. Em 2012, o CARINA II, montado sobre a plataforma de um Fiat Palio Adventure, rodou de forma 100% autônoma nas ruas do campus da USP de São Carlos. Em outubro de 2013, o CARINA II foi o primeiro veículo autônomo a percorrer vias públicas na América Latina. O feito foi realizado na cidade de São 10 Carlos, identificando pedestres e obstáculos, mantendo uma distância segura. Essa mesma equipe em parceria com a Scania criou um caminhão autônomo em parceria 2015. Figura 6 – Base projeto Carina II Crédito: Art Konovolov/Shutterstock. Utilizando os algoritmos de percepção desenvolvido para o CARINA e para o caminhão. O time da UPS aproveitou esses algoritmos no desafio virtual internacional que simula percursos, o Car Learning to Act (Carla), fazendo os ajustes necessários e se destacando como o melhor carro autônomo do mundo. O desafio continha 69 carros autônomos, dos melhores laboratórios de pesquisa do mundo e percorreram 6.582 quilômetros, em mais de 5,7 mil horas usando uma plataforma virtual que simula condições reais de condução. Após essa conquista, o objetivo é implementar no Carina II esses algoritmos utilizados no simulador, possibilitando navegação e condições mais complexas. O Laboratório de Robótica Móvel (LRM-ICMC), da USP, em parceria com a JACTO S.A., criaram o JAV2, um protótipo de pulverizador autônomo com sistema de visão, que o impede de colidir contra obstáculos ou pessoas. Foi apresentado no Agrishow de 2014 e está entre os mais modernos do mundo, pois é totalmente autônomo. 11 Instituições como o CNPq estimulam os jovens a ter um maior contato com a robótica e seguirem carreira científico-tecnológicas por meio de concursos como Olimpíada Brasileira de Robótica (OBR) e a Robocup, o maior evento de competições de futebol de robôs do mundo, realizada em João Pessoa no ano de 2014. 2.4 Carros que já são autônomos Hoje no mercado já existem alguns carros autônomos disponíveis para compra, carros do 2º nível de automação como os carros da Tesla dotados da função Autopilot, assim como alguns modelos da Volvo como o S60 são exemplos desses veículos. A seguir estão alguns modelos bem promissores e com chega garantida para os próximos anos ao nosso mercado e concessionarias. 2.4.1 Volvo XC90 A nova geração do XC90 é o primeiro Volvo dotado do Volvo Pilot Assist capaz de circular em rodovias até 130km/h sem intervenção humana. A Volvo já fez parceria com a Uber no desenvolvimento de veículos 100% autônomos, e atualmente sua parceira nessa missão é a Waymo. Figura 7 – Volvo XC90 funcionalidades autônomas Crédito: Grzegorz Czapski/Shutterstock. 12 2.4.2 BMW iNext A montadora anunciou que seu primeiro veículo com sistema autônomo de 4º nível de automação será a versão final do iNext, fabricada na unidade de Dingolfing, na Alemanha. A BMW se uniu em parceria com sua arquirrival Mercedes-Benz para desenvolver seus veículos autônomos. 2.4.3 Mercedes-Benz Classe Está planejado que a nova geração do Mercedes-Benz Classe S seja o pioneiro da marca no universo dos carros no 4º nível de automação. 2.4.4 Audi A8 O A8 atual chegou com a promessa de ser o primeiro autônomo de 3º nível de automação do mercado, porémestá limitado devido a fatores como legislação. O carro tem a tecnologia, mas ela não está habilitada. A nova geração já tem a promessa de vir com o 4º nível de automação. 2.4.5 Tesla A Tesla é a pioneira e líder em embarcar tecnologia de navegação autônoma em veículos de produção em série, e está na vanguarda dos carros autônomos. Oficialmente seus carros são classificados como veículos de 2º nível de automação, porém sua tecnologia está entre o 3º e 4º nível de automação, pois são capazes de mudar de faixa sem interferência do motorista e rodar em rodovias sem interação humana, porém, em função da legislação, são limitadas para funcionamento apenas temporário. Recentemente, Elon Musk, CEO da Tesla, afirmou que a marca terá autônomos de 5º nível no próximo ano. 13 Figura 8 – Tesla Model S, primeiro carro de linha autônomo Crédito: Franz12/Shutterstock. TEMA 3 – OUTROS TIPOS DE AGV E AMRS Como vimos, os AGVs e AMRs não estão restritos apenas ao uso industrial. A mobilidade e a capacidade de mover peças ou equipamentos de um ponto a outro fazem parte das atividades cotidianas do processo logístico das indústrias. Com o crescente avanço nas tecnologias, esses processos de movimentação/logística estão cada vez mais automáticos, com equipamentos que conseguem ler e reconhecer os ambientes em que estão inseridos, adequando- se a rotas para realizar diferentes atividades atividade. Mas esse mercado de veículos moveis autônomos não se restringe apenas à indústria e muito menos aos meios terrestres, com os já comentados carros ou caminhões autônomos. Neste tema, vamos estudar outros tipos de veículos autônomos móveis. 3.1 Veículos autônomos móveis terrestres Vamos começar este tema com duas tecnologias que já fazem parte do cotidiano das indústrias e mundo da automação, que são os braços robóticos acoplados aos AGVs. Dessa forma, além de se locomoverem, esses robôs 14 realizam atividades de pega, entrega, inspeção, amostragem e muitas atividades como de um ser humano. O primeiro e mais inovador é o Handle, da Boston Dynamics, que é um robô móvel trabalhador de armazém, que, por meio de equilíbrio, sistema de visão e contrapeso, se locomove sobre duas rodas para movimentar cargas de um lado ao outro. Outro robô que se destaca na indústria e armazém tem a capacidade de se locomover no piso e subir as estruturas dos armazéns verticais para pegar ou deixar os produtos diretamente nas prateleiras. O SQUID, da israelense Bionic HIVE, elimina a necessidade de veículos dedicados a cada etapa do processo. 3.2 Veículos autônomos móveis aéreos Dentre os veículos autônomos móveis, os veículos aéreos não tripulados ou VANTs são os mais conhecidos, em função da grande popularização dos drones nas guerras e no mercado comercial. Seu sistema de navegação é bem mais complexo que os utilizados em sistemas autônomos terrestres, porém, como a quantidade de obstáculos no céu é quase nula se comparada ao encontrado em terra, esses sistemas quase nuca contam com esse tipo de incidentes. O uso desses veículos em sistema de vigilância e monitoramento é uma das principais aplicações, pois muitas dessas aplicações precisam enviar apenas imagem ao solo ou levar sensores e equipamentos leves para o céu. Não precisar levar pilotos humanos faz com que o peso diminua drasticamente, possibilitando equipamentos menores, muito mais baratos e com consumo de combustível infinitamente menor, podendo assim ficar em voo contínuo por muitas horas e até dias. Essa vantagem de grandes autonomias de voo e grande redução no consumo atraíram tanto o setor comercial quanto o militar, uma vez que apresenta altos custo de operação com veículos tripulados como aviões e helicópteros. 15 Figura 9 – Drone com câmera infravermelho para inspeção térmica Crédito: Gorodenkoff/Shutterstock. 3.3 Veículos autônomos móveis aquáticos Apesar de menos comum no nosso dia a dia, os veículos autônomos marinho vêm ajudando pesquisadores e empresas que possuem operações no mar ou em grandes profundezas a melhorar e reduzir os custos dessas operações, sendo um mercado mais voltado à exploração de gás e petróleo, em que o Brasil se destaca muito por inovação e pioneirismo. Um exemplo dessa inovação é o robô autônomo FlatFish, desenvolvido pelo Instituto Senai de Inovação e Automação. Trata-se de um robô que inspeciona dutos de petróleo em águas profundas, sendo capaz de permanecer em uma estação submarina executando missões de forma autônoma por até 6 meses, desviando de obstáculos e tirando fotos 3D de alta resolução, gerando eficiência e segurança operacional. Outro veículo autônomo móvel é o See Hunter, da marinha americana, que é um misto de navios e submarino totalmente autônomo. Fica meses no mar sem nenhum operador usado para identificar quaisquer navios e submarinos nos oceanos mundiais. 16 Figura 10 – Submarino de inspeção autônomo Crédito: Victor Ivin/Shutterstock. TEMA 4 – USO COMERCIAL AGV E AMRS Como vimos, os AGVs e AMRs estão movimentando toda uma cadeia de suprimentos e geração de novas tecnologias, fazendo com que novos produtos e tecnologia sejam ofertados para as indústrias. Mas não é só o setor industrial que está tirando proveito dessas inovações. Muitas start-ups têm visto o potencial dos AGVs e AMRs para diversos mercados, sempre pensando em como esses veículos cada vez mais automáticos capazes de reconhecer o ambiente e tomar decisão de se adaptar criando novas rotas à medida que mudanças no ambiente ocorrem. Dessa forma, já saem com uma base muito poderosa para criar soluções que podem ajudar nas dificuldades e tarefas do dia a dia das pessoas. Esse avanço de tecnologia vem aumentando os serviços e novos negócios ligados à entrega de produtos. 4.1 Veículos de entrega autônomos Um dos mercados que mais cresce atualmente é o de e-commerce, em que as gigantes como Amazon e Alibaba, que são responsáveis por vendas e entrega de produtos aos consumidores finais, vêm investindo milhões em seus centros de 17 distribuição e no desenvolvimento de novas tecnologias com o objetivo de customizar e encurtar o tempo de entrega dos seus produtos. Essa melhoria no processo começa dentro dos centros de distribuição, onde, em função do ritmo crescente de demanda por AGVs, ambas as empresas compraram seus próprios fornecedores de AMRs usados nos centros de distribuição 100% automático, mas têm como grande foco a ponta final de entrega dos produtos aos clientes. São duas as frentes promissoras na automação das entregas: a primeira inovação está sendo liderada pela startup Starship, que desenvolveu e vem usando um AMR/carrinho para entregas terrestres de produtos de hubs de entregas localizados em alguns bairros. Nesse hub, existe um funcionário que carrega os itens nos AMRs que saem para o endereço determinado de forma autônoma, passando por ruas, trafegando entre pessoas nas calçadas até chegarem no local predeterminado pelo GPS. Ao chegar, comunicam o comprador e aguardam a leitura do QRcode do pedido para liberar a abertura do seu compartimento com as entregas. Uma vez retirados os itens, o AMR retorna ao hub para recarregar ou realizar uma nova missão de entrega. Figura 11 – Robô de entrega autônomo Starship (AMR) Crédito: David Cardinez/Shutterstock. 18 A segunda promete um salto nas entregas automáticas, pois promete entregas de delivery utilizando drones aéreos, que possibilitam pouso e decolagem vertical e entregas em espaços muito pequenos, sem a necessidade de pistas ou locais com grandes áreas livres para esse procedimento. As entregas e testes estão sendo realizados em cidade pequenas em função do tráfego aéreo e da menor quantidade de prédios. Uma empresa que vem se destacando e já em operação é a Wing, da Google,que faz entregas de delivery com um drone desde 2014 na Austrália e agora recebeu autorização para voar nos Estados Unidos. Para evitar necessidade de pouso e risco aos usuários, o sistema da Wing se baseia na utilização de um gancho e cabo que desce o pacote da encomenda até tocar o solo. O mesmo sistema é utilizado para buscar as encomendas para entrega, puxando o pacote até o drone que se mantém voando. No Brasil, o iFood, será a primeira empresa a testar e utilizar drones para entrega delivery. Os testes serão realizados em parceria com a speedbird. Eles conseguiram em agosto de 2020 a autorização da agência nacional de aviação civil, a ANAC, para realizar testes de delivery. A operação terá início na cidade de Campinas interior de São Paulo, e o objetivo é deixar partes da entrega até seis vezes mais rápida, segundo o time de logística no iFood. A ideia inicial é movimentar as encomendas entre centrais de distribuição, sendo o abastecimento e entregas finais realizados pelos motoboys. Outra grande barreira que esse tipo de tecnologia em quebrando é a entrega de produtos altamente perecíveis, que precisam ser entregues com rapidez e agilidade em locais com uma infraestrutura de transporte terrestre precária. Um case de sucesso é a empresa Zipline, que opera em Ruanda (África) um sistema de entrega de medicamentos, vacinas e bolsas de sangue para todo o país utilizando pequenos aviões 100% autônomos e elétricos para fazer essas entregas e voltar à base para serem recarregados e colocados em operação novamente. 19 Figura 12 – Drone de entrega de medicamentos Crédito: Sarawuth/Adobe Stock 4.2 Agricultura Outro setor onde os AMRs vêm ganhando força e uma quantidade cada vez maior de empresas especializadas é na agricultura. Algumas características desse setor o tornam único e propício a esse tipo de investimento. O primeiro é sua extensão. Quando falamos em agricultura, o tamanho das fazendas é gigantesco e normalmente se localizam em lugares afastados e remotos. Para realizar qualquer operação de forma manual, são necessários muitos funcionários e tempo para cobrir todas essas áreas. O segundo ponto é que essas fazendas não possuem muitos ou quase nenhum obstáculo nem trânsito de pedestres ou veículos, o que evita risco de ferimento ou danos as propriedades, além de não necessitar de licenças especiais para trânsito em vias públicas, possibilitando testes em larga escala. Nesse segmento, destacam-se os veículos autônomos terrestres e aéreos. Como já vimos, o JAV2 da Jacto – criado em parceria com Laboratório de Robótica Móvel (LRM-ICMC), da USP – deu origem ao pulverizador autônomo comercial Arbus 4000 JAV, dotado de sistema de visão e scaner laser, que o impedem de colidir contra obstáculos ou pessoas, está entre os mais modernos do mundo. Outro equipamento autônomo já muito utilizado na agricultura são as colheitadeiras, máquinas altamente complexas que navegam de forma autônoma entre as plantações realizando a colheita de grãos. O sistema de navegação se baseia em GPS, sistema de visão e scaner laser. Ele corrige trajetória, encontra os pontos/trilhas de colheita e navega sozinho colhendo toda a área predeterminada no mapa. Mesmo sendo um equipamento autônomo, faz-se necessário um operador para monitorar o equipamento para iniciar a operação e 20 realizar paradas em caso de animais ou objetos, além de descarregar os produtos coletados. Figura 13 – Colheitadeiras autônomas Crédito: Alf Ribeiro/Shutterstock. Outra ferramenta autônoma que vem facilitando a vida e os custos no campo são os drones de inspeção e aplicação de pesticidas. Os pesticidas são componentes químicos muitos caros, chegando a custar milhares de reais por litro, o que demanda uma aplicação muito focada. Por outro lado, como saber exatamente onde aplicar? É aí que os drones entram em ação, ou seja, nesse mercado. Com a capacidade de voo e câmeras infravermelho e espectrais, esses drones conseguem detectar variações de temperatura e na qualidade das folhas que indicam o local certo para aplicação dos pesticidas. Uma vez mapeado, outro drone carregado com o pesticida realiza a pulverização com grande precisão na área específica, tudo isso de forma muito rápida e autônoma, gerando grande economia no tempo, combustível e utilização dos agrotóxicos. 21 Figura 14 – Drone aplicando agrotóxico Crédito: Suwin/Shutterstock. 4.3 Serviços de inspeção Um segmento que tem evoluído muito com a implementação de tecnologias e veículos autônomos é o setor de inspeções e vigilância. Existem várias frentes que estão substituindo ou automatizando os processos de inspeção. Vamos passar por alguns exemplos de soluções que vêm facilitando as atividades em alguns segmentos. Na construção civil, todas a medições de obras são realizadas por um inspetor que mede o progresso das construções para realizar o pagamento das empreiteiras ou prestadoras de serviços. Os drones vêm realizando essa atividade com grande velocidade e precisão. Outro uso comercial dos drones é na inspeção de telhados e fachadas, pois elimina a necessidade de montagem de andaimes ou realização de escalada para realizar as inspeções. Dessa forma, elimina o risco e a necessidade de certificações e equipamentos, além de reduzir drasticamente o tempo de inspeção. Hoje existem empresas que só realizam esse tipo de inspeção e relatórios eletrônicos. 22 Figura 15 – Inspeção de obra civil com drone Crédito: Dmitry Kalinovsky/Shutterstock. A área de distribuição de rede elétrica, as operações de inspeção de falhas ou defeitos nos cabos e redes de distribuição eram realizadas por meio de helicópteros: além do piloto, um inspetor levava a bordo uma câmera infravermelha para encontrar aquecimento ou variação de temperatura nos cabos que representavam cabos danificados. Como essa inspeção deve ser realizada periodicamente, startups vêm desenvolvendo veículos aéreos não tripulados com navegação GPS e sistema visão infravermelho que seguem as linhas de transmissão e fazem um relatório eletrônico, indicando as coordenadas e características das falhas quando detectadas, o que reduz o custo operacional drasticamente, ganhando em produtividade. Como uso militar, os VANTs (drones) já são utilizados desde os anos 50 para realizar vigilância de fronteira e até espionagem em países inimigos. Existem modelos equipados com mísseis como o MQ-1, Predator e Reaper. Para vigilância e espionagem, o mais moderno é o Global Hawk para vigilância. O Brasil recentemente adquiriu um drone israelense, o Hermes 450, um modelo simples, utilizado apenas para vigilância das nossas fronteiras. A grande vantagem é a redução de custo operacional, voo autônomo e possiblidade de permanecer em voo por muitas horas e até dias, devido ao baixo consumo de combustível e ao peso compacto das aeronaves. 23 Figura 16 – VANT/Drone MQ-1 Predator Crédito: Sibsky2016/Shutterstock. TEMA 5 – FUTURO DOS AGVS Como vimos durante nossas aulas, os AGVs tiveram um avanço incrível desde seu surgimento nos anos 50 e estão presentes nas indústrias, transformando os processos logísticos e até o nosso dia a dia nas tarefas de limpeza da casa. Essa tecnologia aumenta incrivelmente a produtividade e melhora as condições de trabalho. A massificação dos veículos autônomos vem trazendo para a indústria e o mercado uma maior eficiência operacional, redução dos estoques e espaço físico para armazenamento, baixando os custos de produção. Esses veículos já estão conectados aos sistemas de gestão e sequenciamento das fábricas, integrados à Indústria 4.0, gerando dados e estatísticas em tempo real. Fora da indústria, estão criando mercados e soluções. Mas o que mais temos pela frente, o que podemos esperar do futuro dos AMRs? 5.1Tendências no mercado dos AGV Nos próximos anos, veremos uma grande evolução dos sensores e softwares com o uso de inteligência artificial que trarão avanços significativos para a precisão, a segurança e a eficiência dos AMRs. A seguir, estão listadas algumas tecnologias que serão comuns nos AMRs do futuro: 24 • O LiDAR, uma evolução do scaner laser que envia pulsos de laser para construir uma representação 360º de alta precisão área, permitindo uma referência completa de navegação; • Sistemas de visão com câmara 3D. Câmeras com maior resolução detectam obstáculos e possibilitam melhor interação com o ambiente, combinadas com o LiDAR e têm uma imagem 3D dinâmica 360º; • Novos softwares dotados de inteligência artificial serão capazes de processar todas as informações coletadas, aprender e tomar decisões cada vez mais eficiente e autônomas, abrindo um leque de oportunidades nunca antes imaginadas. 5.2 Inteligência artificial “Todos os aspectos das nossas vidas serão transformados, e isso pode ser o maior evento na história da nossa civilização”. Um dos físicos mais importantes da nossa época, Stephen Hawking, disse essa frase quando se referia à inteligência artificial (IA), tecnologia sobre a qual não podemos deixar de falar quando se fala de futuro. Apesar de o termo inteligência artificial ter entrado na moda nos últimos anos, ele já existe há cerca de duas décadas. Entretanto, essa tecnologia vem evoluindo de forma exponencial de alguns anos para cá, tornando-se cada vez mais comum e sendo utilizada nas mais diferentes áreas de negócios. Também conhecida como sistemas cognitivos ou machine learning, a AI é o foco principal na 4ª Revolução Industrial, pois possibilita as empresas benefícios como redução de custo operacional, melhoria na eficiência, automatização de processos e otimização de preços. Todos esses ganhos mal chegaram às indústrias, e os setores mais avançados em sua utilização são o de internet e bancário, com tecnologias como análise preditiva, inteligência do consumidor, soluções antifraude, buscador da Google e até o robô que aspira a casa sozinho. 25 Figura 17 – Todas as áreas que AI vai revolucionar Crédito: Metamosworks/Shutterstock. Para se ter uma ideia do poder dessa tecnologia, em 2016 um computador dotado de inteligência artificial venceu o campeão humano de Go, considerado o jogo de tabuleiro mais complexo e com mais variáveis no mundo. Com base nisso, o que podemos esperar da utilização dessa tecnologia aplicada nas indústrias, pesquisas, projetos, big-data, sistemas de visão, robôs, casas, carros, medicina e tudo ao nosso redor? No futuro, com o aumento da capacidade de processamento, todos os dispositivos eletrônicos serão dotados de AI, desde nossos relógios até cidades inteiras gerenciadas por comutadores quânticos. 5.3 Indústria A tendência é que no futuro os sensores mais precisos e softwares dotados de inteligência artificial tornem os AMRs mais inteligentes para lidar e aprender com situações atípicas, comunicando-se uns com os outros, assim como com as linhas de produção e equipamentos, prevendo problemas, criando rotas, sequenciando e otimizar a produção, tudo sem intervenção humana. Esses AMRs irão reorganizar a produção, balanceando matéria-prima e produtos acabados entre as linhas, corrigindo qualquer problema que venha a acontecer para manter a produtividade em sua capacidade máxima. 26 Os novos irão aumentar sensivelmente a taxa de colaboração homem- máquina, atendendo a todas as normas da NR12 sendo seguro para se trabalhar lado a lado com os humanos, permitindo suas atividades em ambientes amplos e improvisados, mantendo a segurança. Figura 18 – Armazém do futuro Crédito: Monopoly919/Shutterstock. 5.4 Sociedade Uma tendência muito clara é que toda parte de serviços que envolvem relacionamento com os consumidores e entrega de produtos será realizada por esses veículos autônomos. Separei 2 exemplos de atividades já em teste, que logo farão parte do nosso dia a dia assim como os smartphones: recepção nos hotéis e os garçons. Hoje já existem hotéis que operam sem recepcionistas ou atendentes, e todo o processo é realizado pelo aplicativo, desde a reserva até a liberação de acesso ao hotel e ao quarto. No futuro, será possível ser atendido por robô móvel, que fará o seu check-in, tirará todas a suas dúvidas e levará suas malas até o seu quarto. Esse sistema já está em teste em alguns hotéis pelo mundo. 27 Figura 19 – AMR de limpeza autônomo Crédito: Uskarp/Shutterstock. A área de alimentação e os serviços prestados pelos garçons já estão com os dias contados, pois os pedidos podem ser feitos diretamente pelo celular do cliente ou em tabletes instalados nas mesas. A grande novidade é que o uso de robôs para levar os pratos da cozinha até mesa será a forma mais comum. Robôs móveis de limpeza, ônibus, barcos e carros autônomos farão parte do nosso cotidiano, em um futuro que nosso relacionamento com a robótica será parte do cotidiano. Figura 20 – AMR servindo comida Crédito: Uskarp/Shutterstock. 28 REFERÊNCIAS BERMAN, S.; SCHECHTMAN, E.; EDAN, Y. Evaluation of automatic guided vehicle systems. Robotics and – Integrated Manuctering, v. 25, 9 fev. 2009. CIENTISTAS da USP desenvolveram o melhor carro autônomo do mundo. Ecycle, S.d. Disponível em: <https://www.ecycle.com.br/component/content/article/37-tecnologia-a- favor/7416-carro-autonomo-da-usp-ganha-premio-em-desafio-mundial.html/>. Acesso em: 1 jun. 2021. DIMITRAKOPOULOS, G.; DEMESTICHAS, P. Intelligent transportation systems. IEEE Vehicular Technology Magazine, v. 5, n. 1, p. 77-84, 2010. FAZLOLLAHTABAR, H.; SAIDI-MEHRABAD, M. Autonomous guided vehicles: methods and models for optimal path planning. Berna: Springer International Publishing, Switzerland, 2015. HELDER, D. Onde estão os carros autônomos que nos prometeram? Tecnoblog, 21 nov. 2020. Disponível em: <https://tecnoblog.net/384410/onde-estao-os- carros-autonomos-que-nos-prometeram/>. Acesso em: 1 jun. 2021. ROBÓTICA no Brasil e no mundo. Canal Ciência, 29 jun. 2015. Disponível em: <https://canalciencia.ibict.br/noticias/item/252-robotica-no-brasil-e-no-mundo/>. Acesso em: 1 jun. 2021. ROMERO, R. et al. Robótica móvel. Rio de Janeiro: LTC, 2017. ULRICH, G. Automated guided vehicle systems: a primer with practical applications. Berna: Springer, 2016.
Compartilhar