Visão computacional aplicada ao monitoramento de robôs móveis em cenários de robótica educacional

• Main Authors: Rios, Marcel Leite, 69-99276-6560
• Other Authors: [e-mail]
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Federal do Amazonas 2017
• Subjects: Robótica Educacional; Ambientes de Tarefas; Robótica Móvel; Visão Computacional; CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA: CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO
• Online Access: http://tede.ufam.edu.br/handle/tede/5746

Submitted by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central ([e-mail]) on 2017-07-31T15:21:47Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Marcel L. Rios.pdf: 13630848 bytes, checksum: ca93845061a346157ad072dcd09d432f (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) === Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central ([e-mail]) on 2017-07-31T15:23:20Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Marcel L. Rios.pdf: 13630848 bytes, checksum: ca93845061a346157ad072dcd09d432f (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) === Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central ([e-mail]) on 2017-07-31T15:23:31Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Marcel L. Rios.pdf: 13630848 bytes, checksum: ca93845061a346157ad072dcd09d432f (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) === Made available in DSpace on 2017-07-31T15:23:31Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Marcel L. Rios.pdf: 13630848 bytes, checksum: ca93845061a346157ad072dcd09d432f (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-03-24 === A frequent concern among students and teachers working with educational robotics is about the results gathered through practical activities. Generally, robotic scenarios are made of tasks that challenge students' knowledge, making them to setup a moving robot in order to solve certain problems. Currently, educational institutions and robotics competitions lack of mechanisms that can evaluate the robot’s behavior during the accomplishment of the proposed challenges. In this work, we propose the development of a technological solution using Computational Vision, whose purpose is to monitor and evaluate the performance of mobile robots during the execution of Robotics Pedagogic tasks. The developed system, named MonitoRE - Monitoring System for Educational Robotics, was tested on three categories of pedagogic robotics environments, obtaining promising results. Our tool uses an Absolute Location Method with descriptors based on color and shape to analyze the task environments, mapping the path taken by the robot, evaluating the achievements in the proposed tasks. The experiments carried out indicate that the adopted method is effective, performing satisfactory results in robotic monitoring. In addition, it was found that teachers and students felt more motivated, demonstrating interest in using monitored task environments, because it ease the understanding of the difficulties faced by the moving robot in completing the activities, assisting students in the teaching-learning process. === Uma preocupação frequente entre alunos e professores que trabalham com robótica educacional é sobre os resultados obtidos por meio de atividades práticas. Geralmente, os cenários robóticos são compostos por ambientes de tarefas que desafiam o conhecimento dos alunos, fazendo com que os mesmos programem robôs móveis com o objetivo de solucionar determinados problemas. Atualmente, as instituições de ensino e as competições de robótica educacional carecem de mecanismos que possam avaliar o desempenho de robôs móveis durante a realização dos desafios propostos. Neste trabalho, propomos o desenvolvimento de uma solução tecnológica utilizando Visão Computacional, cuja finalidade é monitorar e avaliar o comportamento de robôs móveis durante a realização de tarefas de Robótica Pedagógica. O sistema desenvolvido, denominado MonitoRE - Sistema de Monitoramento para Robótica Educacional, foi testado sobre três categorias de ambientes de robótica pedagógica, obtendo resultados promissores. Nossa ferramenta utiliza um Método de Localização Absoluta com descritores baseado em cor e forma para analisar os ambientes de tarefas, mapeando a trajetória percorrida pelo robô, verificando a satisfação do mesmo nas tarefas propostas. Os experimentos realizados indicam que o método adotado é eficaz, alcançando resultados satisfatórios no monitoramento robótico. Além disso, foi constatado que professores e alunos sentiram-se mais motivados, demonstrando interesse em utilizar ambientes de tarefas monitorados, por facilitar a compreensão das dificuldades enfrentadas pelo robô móvel na realização das atividades, auxiliando no processo de ensino-aprendizagem dos alunos.