Capa do meu novo Livro “Robótica Industrial“, publicado com a editora LIDEL. Em breve no mercado. Também muito em breve sai o livro “Automação e Controlo Industrial“, com a mesma editora.

Os livros são para mim uma obrigação como professor e como investigador. Espero que gostem dos dois livros.

Resumo sobre o livro “Robótica Industrial”

Numa altura em que os sistemas automáticos, a inteligência artificial e os robôs são elementos do nosso dia-a-dia e ameaçam fazer uma transformação radical na forma como vivemos e trabalhamos, faz sentido estudar os fundamentos de duas das áreas mais importantes nos desenvolvimentos que permitiram a 4ª revolução industrial. Essas áreas são a Automação e Controlo Industrial e a Robótica Industrial. São áreas muito vastas que evoluíram muito rapidamente desde o desenvolvimento da eletrónica digital, com a invenção do transístor de silício. Com isso apareceram os computadores, cada vez mais poderosos e rápidos, os sensores, os robôs, o software, as redes informáticas, os sistemas embebidos, a inteligência artificial e a possibilidade de dotar as máquinas de capacidades cognitivas. É o resultado disso tudo que vivemos hoje, quando todos esses avanços científicos e técnicos permitiram desenvolver equipamentos que são capazes de substituir os humanos em muitas das tarefas relacionadas com trabalho, em qualquer área, nomeadamente nas várias áreas que se conjugam na atividade de produção industrial. Muitos assuntos se tornaram emergentes e foram fortemente desenvolvidos, como a colaboração homem-máquina, o desenvolvimento de robôs colaborativos, os robôs móveis com elevados níveis de autonomia, os sensores inteligentes, a produção aditiva, que permite imprimir componentes complexos e de dimensões diversas, usando qualquer tipo de material, incluindo várias ligas metálicas, os sistemas embebidos inteligentes, que são capazes de se ligar entre si explorando outros níveis de autonomia e capacidade de decisão, o software baseado em técnicas de inteligência artificial e machine-learning, que é capaz de avaliar cenários e tomar decisões em frações de segundo, etc.

Este livro aborda a vasta área da Robótica Industrial. Não pretende ser exaustivo, pois essa seria uma tarefa impossível. Mas pretende abrir os horizontes fornecendo as pistas necessárias para quem procura uma introdução à area, mas também para quem procura um complemento. Nessa perspetiva, tem capítulos mais introdutórios e capítulos mais avançados, procurando assim responder aos dois tipos de público. Foi desenhado para ser um guia detalhado para uma disciplina de Robótica Industrial ao nível do 3º ou 4º ano de um curso superior, universitário ou politécnico, de Engenharia Mecânica, Industrial, de Produção, Eletrotécnica, etc.

O Capítulo 1 é um capítulo introdutório sobre a área da Robótica Industrial, sendo apresentado numa perspetiva que introduz os desenvolvimentos que se conjugaram na denominada 4ª revolução industrial (“Indústria 4.0”). É feita uma revisão da evolução até aos nossos dias, passando pela 1º, 2º e 3º revoluções industriais, discutindo os impactos, nomeadamente, nos aspetos sociais e do trabalho. Este capítulo mostra os desafios que se colocam à robótica, mostra os números e potencia dos desenvolvimentos futuros.

O Capítulo 2 é um capítulo sobre a história da robótica até aos nossos dias. Procura mostrar os principais desenvolvimentos e enquadrá-los com os acontecimentos científicos, técnicos e até políticos da nossa história comum. Porque a robótica, ao contrário do que muitos pensam, não é um assunto recente, nem do nosso século, nem do nosso milénio. Fez sempre parte do imaginário humano e podem ser encontradas trabalhos sobre robótica muito antes da nossa era. No final, a moderna robótica industrial é contextualizada tendo por base as necessidades da indústria de produção do nosso tempo.

O Capítulo 3 é um capítulo sobre modelização cinemática e dinâmica. Apresenta estes temas e particulariza-os para um tipo particular de robô manipulador. A ideia é que os conceitos apresentados possam sempre ser vistos de forma prática, facilitando assim a sua compreensão. No final, apresenta-se o desenvolvimento de uma arquitetura de software que permite explorar remotamente este tipo de máquinas, explorar ambientes de simulação (como o Matlab) e adicionar todo o tipo de sensores e atuadores inteligentes. Este assunto será complementado nos capítulos seguintes.

O Capítulo 4 apresenta vários exemplos de aplicações industriais. É um capítulo que pretende mostrar, em várias áreas, como se desenvolve uma aplicação industrial e como se utilizam os recursos informáticos atualmente disponíveis para proporcionar vários tipos de funcionalidades requeridas pelos utilizadores.

O Capítulo 5 apresenta outros exemplos que utilizam preferencialmente aplicações de monitorização e comando remotas. Para além disso, estes exemplos incluem a utilização de equipamentos avançados como sensores inteligentes, atuadores avançados, dispositivos de HMI, mãos robóticas, etc.

O Capítulo 6 introduz um ambiente de programação e simulação (RobotStudio da ABB), procurando constituir um guia para o desenvolvimento de aplicações tendo por base esse tipo de software. Apresenta por isso um guia inicial de utilização do RobotStudio, apresentando de seguida um conjunto muito alargado de exemplos totalmente desenvolvidos para este livro. No final, apresenta-se um exemplo de impressão 3D de peças metálicas, introduzindo um método que permite selecionar os parâmetros de impressão bem como ajustar automaticamente a trajetória de impressão.

Este livro tem vários aspetos que o tornam único e uma boa escolha para docentes, alunos, profissionais da área da robótica industrial, ou simples interessados neste tipo de assunto e que procuram informação avançada:

1) O livro foi pensado para funcionar em conjunto com um outro livro, da mesma editora e do mesmo autor, que aborda a temática da Automação e Controlo Industrial [1]. Na verdade, dada a proximidade e correlação destes assuntos, nomeadamente em termos industriais, faz todo o sentido que o leitor interessado os utilize em conjunto, até porque muitos dos conceitos e desenvolvimentos aqui apresentados são utilizados no referido livro de Automação e Controlo Industrial;

2) O livro contém um conjunto muito alargado de exemplos práticos totalmente desenvolvidos e explicados. Para além disso, todo o software desenvolvido para esses exemplos, assim como vídeos de demonstração, é fornecido num pacote de software e outras ferramentas que faz parte integrante do livro [2]. Aliás o mesmo acontece com o livro referido acima;

3) O autor tem uma vasta experiência científica, técnica e prática nesta área da Robótica Industrial, pelo que preparou o texto de forma a que os vários assuntos apareçam de forma lógica e na extensão considerada adequada, tendo em conta o tipo de público a que se dirige. Isso significa que se presta muita atenção aos conceitos e ao detalhe das realizações práticas, apresentando ainda uma extensa lista de referências bibliográficas que permitem ao leitor interessado prosseguir os seus estudos nesta área;

4) Para além de tudo isso, este livro é acompanhado de um conjunto de imagens, slides e outro material didático [2] que pode constituir um excelente auxiliar para professores, instrutores e profissionais que pretendam atualizar ou melhorar os seus materiais de formação científica, técnica ou profissional.

Um livro sobre esta área nunca está concluído e nunca está totalmente atualizado, até porque os desenvolvimentos são contínuos e muito rápidos. Nessa perspetiva, o autor manterá atualizado o site do livro [2], adicionando regularmente novos desenvolvimentos, exemplos, novas referências, material multimédia, etc., o que permitirá ao leitor ter uma fonte de informação renovada. Isso permitirá que este livro seja dinâmico e acompanhe a velocidade de desenvolvimento desta área, permitindo ainda que futuras edições possam constituir uma consequência lógica de tudo isso.

O autor gostaria de agradecer a todos os profissionais que conheceu ao longo da sua já extensa carreira académica e profissional, especialmente a todos os seus alunos de doutoramento, mestrado e licenciatura, especialmente os do Departamento de Engenharia Mecânica da Universidade de Coimbra, mas também todos os engenheiros e técnicos com quem colaborou. A experiência adquirida é, em grande parte, uma consequência desse trabalho em equipa.

J. Norberto Pires, Coimbra, agosto de 2018

Informação sobre o autor aqui.

[1] “Automação e Controlo Industrial“, J. Norberto Pires, Lidel, 2018

[2] Software e outras ferramentas de suporte aos livros “Robótica industrial” e “Automação, Controlo e Robótica“, www.jnorbertopires.pt/livros, J. Norberto Pires, 2018.