Ajudas computacionais para aplicação a um robô humanóide

Abstract

Este trabalho insere-se no projecto robô humanóide da Universidade de Aveiro. É a evolução de uma ideia iniciada no projecto final de curso sobre a criação de uma interface gráfica para simular/operar o robô. Parte do pressuposto de uma base mecânica e electrónica sólida e com o intuito de desenvolver um ambiente integrado de programação, monitorização e simulação do robô. O trabalho reúne um estudo de algumas das várias áreas ligadas à temática da robótica humanóide, onde se abordam questões de modelação humanóide, algoritmos de cinemática inversa, critérios de estabilidade, padrões de locomoção, entre outros. Os resultados desse estudo são depois aplicados na criação de um simulador cinemático integrado na interface gráfica implementada em Matlab. As funcionalidades alcançadas na interface gráfica permitem a simulação, actuação e monitorização do robô humanóide. Inclui tarefas simples como andar e rodar para adição rápida na criação de movimentos mais complexos. Além da animação da estrutura com 22 graus de liberdade, é possível visualizar as trajectórias das juntas, do centro de massa e dos binários ao longo do movimento simulado. A interface oferece ainda a possibilidade de comparação entre a trajectória simulada e a obtida através de leitura sensorial do robô.

ABSTRACT: This work is part of the humanoid robot project of the University of Aveiro. It is the evolution of an idea initiated in the graduation project on the creation of a graphical user interface to simulate/command the robot. It begins with the assumption of a solid mechanical and electronic foundation aiming to develop an integrated programming, monitoring and simulation environment. It brings together a study of some of the many topics related with humanoid robotics, including the humanoid modeling and simulation, inverse kinematics algorithms, criteria of stability, locomotion patterns, among others. The results are then applied to create a kinematic simulator integrated in a graphical user interface implemented in Matlab. The functionalities achieved allow the simulation, command and monitoring of the humanoid robot. It includes simple tasks as walking and turning, ready for quickly integration in more complex movements. Besides the animation of the structure with 22 degrees of freedom, it shows the temporal evolution of the joints angles, the centre of gravity and the binary along the simulated movement. Finally, the graphical user interface offers the possibility of comparison between the simulated data and the real one obtained through sensory reading of the robot.