ROBOTICA 4

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Pós- Graduação
Robótica Colaborativa
Pós- Graduação
O conceito de robôs 
colaborativos 
Bloco 1
Victoria A. Herrera
• Contextualização.
• Conceito de robô colaborativo.
• Considerações para o projeto de robôs colaborativos:
• A importância da segurança.
• A importância da interação humano-robô.
• Colaboração humano-robô.
• Tipos de robôs colaborativos. 
Introdução
• Uso dos computadores exclusivamente por cientistas.
• Aos poucos, o computador foi usado na indústria.
• Atualmente, comumente utilizados nas resisdências.
• Semelhante ao computador, está acontecendo com os robôs.
Contextualização
Segundo Maratić (2014), um robô é um sistema autônomo
que existe no mundo físico, pode sentir o seu ambiente e 
pode agir sobre ele para alcançar alguns objetivos. 
Contextualização
Fonte: 
. Acesso 
em: 16 jul. 2019.
• Um circuito eletrônico analógico,, com dois tubos de vácuo 
que servem de cérebro e conectam os dois sensores às rodas.
• Três motores para cada roda. 
• Uma célula fotoelétrica.
• Um sensor de colisão. 
• Uma bateria recarregável.
Figura 1 – Machina Speculatrix
Contextualização - Tartarugas de Grey Walter: Machina Speculatrix
e Docilis Machina
%3chttp:/web.csulb.edu/~wmartinz/rssc/content/w-grey-walter-and-his-turtle-robots.html%3e.
• Tartarugas de Grey Walter: Docilis Machina:
• Procurar a luz.
• Ir em direção à luz.
• Afastar-se da luz.
• Desviar para evitar obstáculos.
• Recarregar a bateria.
Contextualização
• Avanços e variações nas aplicações dos robôs. 
• Na área industrial: robôs protegidos, apenas alguns 
poucos funcionários tinham acesso, cores 
brilhantes usadas para alertar sua presença.
• Variedade de tarefas realizadas até atingir a 
colaboração com humanos.
Contextualização
• Robô colaborativo: robô projetado especificamente 
para interagir com seres humanos, em um definido 
espaço de trabalho colaborativo.
• São construídos com recursos de segurança:
• Sensores integrados. 
• Detecção de sobrecorrente. 
• Adaptabilidade.
Conceito de robô colaborativo
• Adaptabilidade: é uma característica necessária nos robôs. colaborativos. 
• Um robô adaptável (compliant) pode:
• Realizar diversas trajetórias.
• Adotar posições exercendo forças diferentes. 
• Um robô não adaptável (non-compliant): trajetórias e posições fixas.
• A adaptabilidade tem dois objetivos: 
• A melhora do processo (active compliance). 
• A segurança do ser humano (passive compliance).
Conceito de robô colaborativo
• Quatro pilares:
I. Segurança. 
II. Melhora do HRI por meio do uso de sinais sociais.
III. Fortalecer a operação colaborativa.
IV. As plataformas de software e hardware devem facilitar 
as melhores formas de HRI.
Considerações para o projeto de robôs colaborativos
• De acordo com as normas relacionadas à segurança dos robôs, 
os projetistas e desenvolvedores precisam considerar três áreas 
para permitir que os robôs tenham contato com os humanos, 
sendo elas:
• Consciência. 
• Tolerância a falhas. 
• Comunicação explícita.
Considerações para o projeto de robôs colaborativos - Segurança
• Três áreas de projeto que devem ser consideradas para melhorar 
as habilidades sociais do robô: 
• Aparência física. 
• Reconhecimento de pessoas. 
• Comportamento e linguagem corporal.
Considerações para o projeto de robôs colaborativos -
Interação humano-robô
Fonte: ABB 2018, p. 27
Figura 2 – Exemplo de aparência física 
e reconhecimento de pessoas
Considerações para o projeto de robôs colaborativos -
Interação humano-robô
Fonte: Faneuff (2016, p. 13).
Figura 3 – Exemplo de linguagem corporal/ comportamento social
Considerações para o projeto de robôs colaborativos - Interação 
humano-robô
Pós- Graduação
O conceito de robôs 
colaborativos 
Bloco 2
Victoria A. Herrera
• A segurança e a Interação Humano Robô (HRI) são importantes 
porque permitem os diferentes graus de Colaboração Humano 
Robô (HRC).
• Possíveis níveis de colaboração entre humano e robô.
• Espaços de trabalho estão definidos com três cores: 
• Azul: observa-se o espaço de trabalho do humano.
• Verde: o espaço de trabalho do robô.
• Laranja: o espaço de trabalho colaborativo.
Colaboração humano-robô 
Fonte: adaptado de Mike Beaupre (2014), robôs KUKA.
• Com guarda fixa.
• Nesse caso, o contato entre 
humano e robô simplesmente 
não é possível.
Figura 4 – HRC 1
Componentes de um robô 
Fonte: adaptado de Mike Beaupre (2014), robôs KUKA.
• Sem guarda fixa, barreira de 
segurança virtual.
• Nesse caso, o contato entre 
humano e robô não é desejado.
Figura 5 – HRC 2
Componentes de um robô 
Fonte: adaptado de Mike Beaupre (2014), robôs KUKA.
• Espaço de trabalho compartilhado, mas 
depende do movimento.
• O contato entre humano-robô é possível, 
mas recomendado só quando o robô 
estiver estacionário.
Figura 6 – HRC 3
Componentes de um robô 
Fonte: adaptado de Mike Beaupre (2014), robôs KUKA.
• Espaço de trabalho compartilhado.
• Nesse caso, o contato não é desejado, 
porém, é possível de acontecer.Figura 7 – HRC 4
Componentes de um robô 
Fonte: adaptado de Mike Beaupre (2014), robôs KUKA.
• Espaço de trabalho compartilhado.
• Nesse caso, o contato é desejável e 
pode acontecer até durante movimento.
Figura 8– HRC 5
Componentes de um robô 
• Existem quatro tipos de robôs colaborativos, de acordo com: 
• As normas de segurança. 
• As suas características programáveis. 
• A forma em que evitam possíveis perigos. 
• Cada tipo de robô colaborativo tem métodos e tecnologias únicos 
para manter a segurança no espaço de trabalho. 
Tipos de robô colaborativo
• Robôs com parada monitorada por segurança: interação mínima entre o 
robô e os trabalhadores humanos.
• Robôs com velocidade e separação: interrompe a operação completamente 
quando um trabalhador está muito próximo do robô.
• Robôs de potência e limitação de força: cantos arredondados e uma série 
de sensores de colisão inteligentes  detectar rapidamente o contato com 
um ser humano e interromper a operação. 
• Robôs com guia de mão (hand-guided): operador controla diretamente o 
movimento do robô. 
Tipos de robô colaborativo
Pós- Graduação
Teoria em Prática
Bloco 3
Victoria A. Herrera
Solução da proposta
• Agora que você conhece os níveis de colaboração entre 
humano e robô (HRC), imagine que você está trabalhando 
numa indústria de montagem (carros, celulares, entre outros). 
Você foi escolhido para procurar um robô colaborativo que 
aprimore o processo de produção. Descreva o cenário no qual 
você está trabalhando e procure, na Internet, um robô 
colaborativo que, atualmente, seja comercializado para 
processos de montagem. Defina qual é o nível de HRC. 
Questão proposta
Solução da proposta
• Agora que você conhece os níveis de colaboração entre humano e 
robô (HRC), imagine que você está trabalhando numa indústria de 
montagem (carros, celulares, entre outros). Você foi escolhido para 
procurar um robô colaborativo que aprimore o processo de produção. 
• Escolha de um cenário montadora de carros.
Solução 
Solução da proposta
• Descreva o cenário no qual você está trabalhando e procure, 
na Internet, um robô colaborativo que, atualmente, seja 
comercializado para processos de montagem. 
• Empresa montadora de carros: um operador precisava levantar 
e instalar sozinho o conjunto diferencial do eixo de tração 
dianteira do carro.
• Uso de cobot para o processo de montagem. 
• Evitar que o operador realize tarefas monótonas e 
fisicamente exigentes.
Solução 
Fonte: adaptado de Mike Beaupre (2014), robôs KUKA.
• Definir o nível de HRC para a aplicação:
• Espaço de trabalho compartilhado.
• Nesse caso, o contato é desejável e pode 
acontecer até perante movimento.
• Exemplo: robô para montagem da tração da BMW.
Figura 9 – HRC 5
Solução
Pós- Graduação
Dica da Professora
Bloco 4
VictoriaA. Herrera
• Diversos blogs sobre robótica colaborativa: academia e indústria.
• Exemplo 1: Rethink Robotics.
• Robô Baxter do MIT.
• Estudos sobre HRI.
• Exemplo 2: IEEE Spectrum.
• Robô montagem.
Importância da aparência e linguagem corporal
ABB ROBOTICS YUMI – IRB 14000: OVERVIEW. ABB, 2018. Disponível 
em: . Acesso em: 06 ago. 2019.
BOUTHILLIER, Arthur. W. Grey Walter and his Turtle Robots. 2010. 
Robotics Society of Southern California, quatorze de julho de dois mil e 
dez. Disponível em: . Acesso em: 08 ago. 2019.
CLEARY, Kevin et al. Interventional robotic systems: applications and
technology state of the art. Minimally Invasive Therapy & Allied
Technologies. [s. L.]. 2010.
Referências Bibliográficas
https://bit.ly/2JML4lU
http://web.csulb.edu/~wmartinz/rssc/content/w-grey-walter-and-his-turtle-robots.html
FANEUFF, Jeff. Designing for collaborative robotics. In: FOLLETT, 
Jonathan. Designing for emerging technologies. Sebastopol: O'reilly
Media, Inc, 2016. Cap. 6. 
MARATIĆ, Maja J. Introdução à robótica. São Paulo: Editora Unesp/ 
blucher, 2014. Tradução de Humberto Fresoli Filho José Reinaldo Silva 
Silas Franco dos Reis Alves.
BEAUPRE, Mike. Collaborative Robot Technology and Applications. 
Kuka Robotics Corporation, 2014. Suported by RIA. Disponível em: 
. Acesso em: 06 ago. 2019.
Referências Bibliográficas 
https://www.robotics.org/userAssets/riaUploads/file/4-KUKA_Beaupre.pdf
Pós- Graduação
Bons estudos!