Ao longo dos últimos anos tem-se verificado uma evolução crescente da área da robótica nas mais diversas indústrias e atividades do quotidiano, com destaque para o aumento da execução de tarefas de interação/colaboração entre Humanos e robôs. Face ao crescimento e às necessidades de precisão e repetibilidade dos movimentos verificadas no setor, a empresa Rethink Robotics desenvolveu a mais recente - lançada em Março de 2015 - e inovadora plataforma robótica do mercado: o Sawyer.

            O robô Sawyer foi desenvolvido para executar tarefas como cooperador com operadores Humanos, disponibilizando às indústrias uma automação de elevado desempenho, fundamental para a execução de uma ampla gama de tarefas que necessitem de elevada agilidade e flexibilidade. No seu estado atual, os sistema robótico Sawyer não é autónomo, sendo os seus movimentos resultado da replicação das trajetórias demonstradas pelo Humano via "Kinematics teaching", através da plataforma de software Intera 3.3. Assim, com a realização da presente dissertação pretende-se dotar o Sawyer com a capacidade de autonomamente gerar e executar os seus movimentos, garantindo a sua compreensão por parte dos humanos e evitando colisões com objetos/obstáculos presentes no espaço de trabalho, com o utilizador e com o corpo do próprio robô.

            A abordagem ao problema proposto terá como base, o modelo de planeamento de movimentos desenvolvido no laboratório de Mobile and Anthropomorphic Robotics (MAR Lab) da Universidade do Minho. Este modelo foi inspirado em trabalhos experimentais realizados com humanos e modelos funcionais dos seus membros superiores - o Posture-based motion planning model de Rosenbaum et al [1]-[3] - que conforme o demonstrado pelo MAR Lab [4]-[6], permitiram dotar o braço e a mão do robô antropomórfico ARoS de movimentos suaves, fluentes e livres de colisões. Atualmente, a equipa do laboratório encontra-se a desenvolver uma biblioteca genérica, que possa ser aplicada a diferentes plataformas robóticas, para o planeamento de movimentos unimanuais ou bimanuais.

            A validação do sistema de planeamento de movimentos a desenvolver será realizada no contexto de duas tarefas que envolverão a interação Humano - Robô: a assemblagem do toy vehicle e o (Health) care assistive scenario. Na primeira tarefa, o robô deverá agarrar as peças e inseri-las nas posições corretas, enquanto que na segunda, prestará assistência a um Humano em cenários de refeições.

[1]      E. Bicho, W. Erlhagen, L. Louro, and E. Costa e Silva, "Neuro-cognitive mechanisms of decision making in joint action: A human-robot interaction study," Hum. Mov. Sci., vol. 30, no. 5, pp. 846-868, 2011.

[2]      E. Costa e Silva, "Reaching, grasping and manipulation in anthropomorphic robot systems," PhD Thesis, Univ. do Minho, 2011.

[3]      G. Gulletta, S. M. Araújo, E. Costa e Silva, M. F. Costa, W. Erlhagen, and E. Bicho, "Nonlinear optimization for human-like synchronous movements of a dual arm-hand robotic system," AIP Conf. Proc. 1648, vol. 140007, no. C, pp. 140007-1-140007-4, 2015.

[4]      J. W. Krakauer, M. L. Latash, and V. M. Zatsiorsky, "Progress in Motor Control," Learning, vol. 629, no. 585, pp. 597-618, 2009.