Planejar uma missão autônoma

Autônomo x controle remoto

Existem dois jeitos de um robô fazer um trabalho. Quando ele é por controle remoto, uma pessoa o pilota em tempo real e decide cada movimento. Quando ele é autônomo, o robô roda o próprio programa e usa os sensores para decidir sozinho, sem ninguém pilotando.

Requisitos, restrições e critérios

Antes de construir, você planeja. Um requisito é o que o robô TEM que fazer: "levar o bloco até a zona azul". Uma restrição é um limite dentro do qual você tem que trabalhar: "em menos de 30 segundos", "usando só um sensor", "não maior que uma caixa de sapato". Critérios são como você vai julgar o sucesso: "para dentro da zona" e "nunca esbarra na parede".

Trocas e o processo de projeto da engenharia

Quase nunca dá para ter tudo ao mesmo tempo. Uma troca é abrir mão de um pouco de uma coisa para ganhar mais de outra. Um robô que anda rápido pode perder a leitura do sensor e bater; deixá-lo mais devagar troca velocidade por confiabilidade. Raramente existe uma única resposta "certa": você escolhe a troca que melhor combina com os seus requisitos e restrições.

Fluxogramas: desenhar o programa antes de programá-lo

Um fluxograma é um desenho dos passos do seu programa. As ações vão em retângulos ("andar para a frente", "parar"). As decisões vão em losangos e fazem uma pergunta de sim ou não ("Tem parede à frente?"), com uma seta de saída para o "sim" e outra para o "não". As setas ligam as caixas para você conseguir seguir o caminho que o robô vai fazer.

Parar em segurança e robótica responsável

Um robô autônomo decide sozinho, então ele precisa de um jeito de parar em segurança: um comportamento programado que o faz parar quando o trabalho acaba ou quando alguma coisa (ou alguém) entra na frente. Sem uma parada segura, um robô autônomo pode continuar entrando numa parede ou numa pessoa.

Robôs autônomos no mundo real

Robôs autônomos já fazem trabalhos de verdade, quase sempre chatos, sujos ou perigosos, e quase sempre com pessoas supervisionando. Olhar exemplos reais ajuda você a planejar a sua própria missão: cada um percebe o mundo, decide com um programa, age, e tem um jeito de parar em segurança.

Escreva um plano de missão

Objetivo: Transformar um pequeno trabalho autônomo num plano: requisitos, restrições, critérios de sucesso e uma troca que você teve de pesar.

1. Escolha uma missão autônoma pequena, tipo "chegar à zona e parar" ou "procurar até achar o alvo". Escreva isso no topo do Briefing de Planejamento da Missão.
2. Preencha o briefing: requisitos (o que ele TEM que fazer), restrições (limites como tempo, tamanho ou um sensor só) e critérios (como você vai julgar o sucesso). Depois aponte uma troca que você teve de pesar, tipo velocidade x confiabilidade.

Escreva o que aconteceu:

Desenhe o fluxograma da missão

Objetivo: Transformar o plano da missão num fluxograma com caixas de ação, pelo menos um losango de decisão, um laço que confere um sensor e uma parada segura.

1. Na página do fluxograma, comece numa caixa "Início" e termine numa caixa "Parada segura". Coloque as ações em retângulos e cada decisão de sim ou não num losango, com uma seta de "sim" e uma de "não".
2. O seu fluxograma autônomo tem que ficar conferindo um sensor (um laço) e tem que terminar numa parada segura: o robô para quando o trabalho acaba ou quando alguma coisa entra na frente.

Escreva o que aconteceu:

Missão autônoma de prática guiada

Objetivo: Rodar uma missão autônoma curta (chegar a uma zona, reagir a um obstáculo e parar em segurança) como ensaio para o projeto final da semana que vem.

1. Monte o programa direto do seu fluxograma: uma sequência para andar, um laço que fica conferindo um sensor, uma condição que reage ao obstáculo, e uma parada segura quando o robô chegar à zona ou encontrar o obstáculo.
2. Rode, compare com os seus critérios de sucesso e anote uma coisa que você melhoraria; essa etapa de melhorar é uma iteração, exatamente o que você vai fazer muito mais na semana que vem.

Escreva o que aconteceu:

Antes de rodar, preveja: a sua missão de prática vai cumprir todos os critérios de sucesso na primeira tentativa? E qual critério tem mais chance de falhar?

A missão de prática x os critérios dela

Rode a missão de prática guiada sempre a partir da mesma largada. Em cada rodada, registre o que aconteceu e compare com os critérios de sucesso do seu briefing.

Registre: Se cada critério de sucesso foi cumprido, e o que mudar para o projeto final

O que foi mais difícil de escrever para a sua missão: os requisitos, as restrições ou os critérios? Por quê?

Descreva uma troca no seu plano. Do que você abriu mão, e o que ganhou em troca?

Robótica responsável: aponte um trabalho em que um robô autônomo realmente ajuda, e uma situação em que uma pessoa deveria continuar no comando. Explique o seu raciocínio.