WAAM System demonstrated

Yesterday we made the first public demo of our robotic-based WAAM system and related digital-twin. With this system we can perform any AM task, simulate the printing process, follow it from a digital-twin and fully control the printing process. Stay tuned – I’ll post the public record of the demo.
Note: Soon will be showing the LMD version which is controlled by the same software and related infrastructure.

AMConstruction Project

The AMConstruction – Additive Manufacture in Steel Construction project (J. Norberto Pires – CEMMPRE and Trayana Tankova – ISISE), which works in additive manufacturing, was the winner of the International Patronage R&D initiative of the University of Coimbra (UC).

More information here.

Springer-Nature Journal: Current Robotics Reports

It is my pleasure to inform that a new and exciting journal in the area of Robotics, where I have the honor to serve as Section Editor in Robotics in Manufacturing, is being prepared by Springer-Nature.

Journal Website: https://www.springer.com/journal/43154

The new journal is named Springer-Nature Current Robotics Reports and the first issue will appear in January 2020.

Editorial team

Editor-in-chief: François Michaud (University of Sherbrooke, Canada)

Section Editor in Robotics in Manufacturing: J. Norberto Pires (University of Coimbra, Portugal)

Section Editor in Agriculture Robotics: John Billingsley (University of Southern Queensland, Australia)

Aims and Scope

Springer-Nature Current Robotics Reports aims to offer expert review articles on the most significant recent developments in the field of robotics. By providing clear, insightful, balanced contributions, the journal intends to serve all those who use robotic technologies in manufacturing, medicine, defense, service, agriculture, among others.

We accomplish this aim by appointing international authorities to serve as Section Editors in key subject areas across the field. Section Editors select topics for which leading experts contribute comprehensive review articles that emphasize new developments and recently published papers of major importance, highlighted by annotated reference lists. An Editorial Board of more than 20 internationally diverse members reviews the annual table of contents, ensures that topics include emerging research, and suggests topics of special importance to their country/region.

Topics covered may include diagnostic medical robotics; orthopedic robotics and exoskeletons; rehabilitation and assistive robotics; surgical robotics; nanorobotics and microrobotics; robotics in manufacturing; space robotics; defense, military and surveillance robotics; service and interactive robotics; group robotics; and agriculture robotics.

We hope that you consider this new and really exciting Springer-Nature journal to publish your most breakthrough research work.

Keynote speaker at SIMS2020 – NTNU (Norway)

It’s my pleasure to announce that I’ll be doing an INVITED KEYNOTE SPEECH, entitled “Intelligent robot based additive-manufacturing systems”, at the forthcoming 3rd International Symposium on Small-Scale Intelligent Manufacturing Systems, that will take place at the Norwegian University of Science and Technology (NTNU).

Workshop sobre Indústria 4.0 na FCTUC

Durante o Workshop em Indústria 4.0 organizado na Universidade de Coimbra, com a participação da Indústria e da Academia. Esta é uma área estratégica para a UC, bem identificada pela sua unidade UC Business. Na foto, o painel final com Marco Reis (Engenharia Química, organizador), Enrique Del Castillo (Penn State University, USA) e César Toscano (INESC TEC).

FCTUC – Universidade de Coimbra – UC Business

SECOP2019 – Brasília

No SECOP2019, num painel sobre Indústria 4.0, com Luís Filipe Monteiro, Secretário de Estado do Governo Digital (Ministério da Economia) e André Arruda (Governo do Estado de São Paulo, Prodesp). No final, com Laura Serapico, organizadora do evento. Foi uma sessão muito estimulante. Obrigado 🙂

EMERALD Best Paper Award 2019: “Is one of the most exceptional pieces of work the team has seen throughout 2018”

Emerald Message: “Congratulations! Your article ‘Advances in robotics for additive/hybrid manufacturing: robot control, speech interface and path planning‘ published in Industrial Robot  has been selected by the editorial team as an Outstanding Paper in the 2019 Emerald Literati Awards. Your article was chosen as a winner as it is one of the most exceptional pieces of work the team has seen throughout 2018.

Check paper here.

Check award winners here.


University of Coimbra Press Release (in Portuguese)

É mais um selo de qualidade para um projeto da Universidade de Coimbra (UC) que já tem despertado o interesse das maiores empresas mundiais da indústria metalomecânica e de construção metálica: o artigo “Advances in robotics for additive/hybrid manufacturing: robot control, speech interface and path planning”, de Norberto Pires, investigador da Faculdade de Ciências e Tecnologia da UC (FCTUC), sobre um novo sistema robótico de impressão 3D, foi distinguido com o Emerald Literati Award. O galardão premia o melhor artigo do ano 2018 de cada revista da conceituada editora científica Emerald.

Publicado originalmente em maio de 2018, na revista Industrial Robot, o artigo premiado – com co-autoria de Amin Azar, investigador Instituto Tecnológico para a Indústria da Noruega (SINTEF) – aborda o projeto conjunto da FCTUC e do SINTEF que está na base do desenvolvimento de um inovador sistema robótico para impressão 3D a nível industrial. Este novo sistema permite a impressão de peças metálicas de grandes dimensões, em vários ângulos e planos, de forma muito mais simples e rápida. Entre as suas principais mais-valias estão o facto de dispor de seis eixos de movimento (o dobro da performance das impressoras 3D tradicionais) e de um software de simulação em tempo real (que evita a necessidade de executar sucessivas tentativas, até se obter um objeto com as características pretendidas).

O artigoAdvances in robotics for additive/hybrid manufacturing: robot control, speech interface and path planningé “um dos trabalhos mais excecionais que a nossa equipa leu em 2018”, justifica a editora Emerald, no anúncio da distinção.

“Este prémio é um reconhecimento internacional, ao mais alto nível, da qualidade e novidade do trabalho que temos vindo a desenvolver nesta área muito competitiva em termos internacionais. A nossa estratégia foi a de reunir uma vasta e muito competente equipa internacional, de forma a ser possível realizar contribuições que nos permitam liderar o desenvolvimento científico e industrial nesta área”, afirma Norberto Pires, também professor do Departamento de Engenharia Mecânica da FCTUC. “Este trabalho alertou grandes empresas internacionais. Isso é muito importante e estratégico para a Universidade de Coimbra, pois só assim poderemos demonstrar a nossa capacidade de influenciar decisivamente os grandes desafios tecnológicos do século XXI. Devemos ter presente que a manufatura-aditiva é uma das tecnologias chave da nova revolução industrial (indústria 4.0)”, completa o investigador.

Rui Marques Simões

Para além disso, este assunto foi alvo realce em 2019 por:

1) 90 Segundos de Ciência – Antena 1

Link: https://www.90segundosdeciencia.pt/episodes/ep-642-norberto-pires/

2) Os Dias do Futuro – Antena1

Link: https://www.radio.pt/p/antena1diasdofuturo

(ver o programa de 29 do 12 de 2018)

3) Negócios e Empresas – TSF

Link: https://www.tsf.pt/programa/negocios-e-empresas/emissao/negocios-e-empresas—09012019-10413366.html?autoplay=true

Universidade de Verão da Universidade de Coimbra

Começo amanhã a minha participação na Universidade de verão da Universidade de Coimbra:

É uma iniciativa muito importante para a universidade, pois pretende mostrar uma escola preparada para os desafios do século XXI. Da minha parte, porque participo nas minhas áreas de especialidade, gostaria de vos dizer o que pretendo transmitir e que, de alguma forma, caracteriza a minha forma de ver o mundo em que vivemos. Como docente tenho a obrigação de transmitir um exemplo que possa ser inspirador para as novas gerações.

A UNIVERSIDADE é uma instituição essencial ao desenvolvimento da sociedade em que vivemos, mas também da ciência, da inovação, do impacto sobre a economia e sobre a vida de todos os nossos concidadãos, aspetos que são hoje absolutamente decisivos na estratégia de afirmação destas instituições. Na verdade, o objetivo da Universidade é o de fazer investigação e desenvolvimento (I&D) e colocar o conhecimento gerado ao serviço da qualidade do seu ensino, mas também, da sociedade em que se insere. Ou seja, os objetivos são de médio e longo prazo e medem-se pelo impacto sustentado que têm na geração de conhecimento e no mundo em que vivemos.

Durante a minha vida sempre orientei as minhas opções – de carreira e de relacionamento com a envolvente científica, académica, económica e social – tendo por base esses objetivos da universidade, bem como a forma como entendo o papel de um professor e investigador português na realidade nacional e internacional. Ter a noção clara da nossa realidade, bem como da dimensão e dificuldades do nosso país, é essencial para desenhar uma estratégia sustentada de futuro e balizar escolhas conscientes que tenham dimensão global: para as comunidades e não meramente pessoais.

As minhas escolhas (que podem ver neste site) são permanentes recomeços, procurando ser disruptivo na forma como faço ciência e tecnologia, na forma como ensino e na forma como procuro estar envolvido em processos de inovação industrial, económica e social, isto é, na forma como procuro que o conhecimento gerado seja a minha forma de estar no mundo. Mas também como procuro ser elemento de confiança e de suporte para desenvolvimentos científicos, académicos e de extensão universitária.

Na ciência e na geração de conhecimento, procuro sempre atividades competitivas (projetos de I&D inovadores e cientificamente relevantes) em que seja possível fazer desenvolvimentos de elevada qualidade e com potencial de gerar conhecimento disruptivo. Isso significa a capacidade de reunir equipas e consórcios, orientar formação avançada, obter financiamento competitivo (público e privado), criar espaços laboratoriais diferenciadores e publicar em locais competitivos, revisto por pares e de muito elevada qualidade. Procuro também que os locais de publicação sejam diversificados e tenham públicos mistos, isto é, locais onde se possa chegar a ambientes académicos e científicos, mas também a ambientes industriais e de inovação. Sempre tive a perceção clara que a procura de impacto sustentável, que necessariamente envolve a indústria competitiva (baseada em conhecimento), precisa de responder ao dilema que afasta o mundo económico e industrial do puramente científico: muitos cientistas escrevem artigos numa linguagem própria, sem preocupação com a sua aplicabilidade, e os investigadores industriais e engenheiros de desenvolvimento procuram conhecimento utilizável. Isso significa que temos de diversificar a nossa produção de conhecimento, procurando encurtar esta distância e procurando estar envolvidos em processos de inovação. Sempre foi essa a minha perspetiva. Por isso, diversifiquei as minhas publicações entre artigos em revista internacional, artigos em conferência, livros e capítulos em livros (que considero veículos essenciais na comunicação de conhecimento avançado), mas também, em artigos de divulgação científica e tecnológica. Por isso procuro também que os meus projetos científicos prossigam, na medida do possível, para protótipos industriais e colaborações diretas com a indústria.

No ensino e transmissão de conhecimento, procuro que todos as disciplinas e cursos que crio (organizei inúmeras disciplinas na área da robótica, controlo, automação e instrumentação, e fui responsável e principal impulsionador do curso de Licenciatura e Mestrado em Engenharia e Gestão Industrial da Universidade de Coimbra, por exemplo), organizo e intervenho tenham três componentes essenciais: 1) Informação técnica e científica de alta qualidade, baseada em conhecimento de ponta: isso significa que parte da transmissão de conhecimentos tem de ser feita em sessões formais, em sala de aula e em laboratório, com as condições necessárias para apresentar e discutir informação científica e técnica. Significa também a seleção de informação atualizada, no limite do estado-da-arte, capaz de preparar pessoas para serem bem-sucedidas e competitivas num mundo onde o conhecimento é crítico; 2) Instalações laboratoriais de boa qualidade, constituídas por equipamentos de última geração: ensinar engenharia significa a possibilidade de experimentar e testar conceitos usando equipamentos tecnicamente avançados. Isso exige fazer acordos com fabricantes de equipamentos, para que seus equipamentos mais avançados possam estar presentes nos laboratórios de pesquisa e ensino. Para além disso, os alunos devem estar envolvidos nos ambientes de I&D, o que significa que os professores e investigadores devem disponibilizar equipamentos de I&D para tarefas de ensino. Casos de estudo, baseados em questões técnicas e científicas relevantes e atuais, devem ser preparados para envolver e motivar os alunos no esforço de aprender profundamente os assuntos apresentados na disciplina/curso, mas também pesquisar, de forma autónoma, informação complementar e conexões com outros assuntos (dimensão multidisciplinar), etc .; 3) Proporcionem desafios técnicos e científicos que os alunos devem resolver durante o tempo da disciplina/curso: isso significa que parte do esforço de aprendizagem, a partir de um determinado nível, deve ser dedicado a resolver um desafio que deve incluir pesquisa, projeto e construção prática de soluções. Quando aplicado a alunos dos últimos anos de licenciatura, mestrado ou doutoramento, esses desafios devem estar baseados em problemas reais e estar preparados para permitir que os alunos proponham soluções, as construam e demonstrem.

Na relação com a indústria, economia e a sociedade, procuro projetos que permitam aplicar o conhecimento gerado e participar no esforço de modernização do país, procurando ainda incorporar conhecimento e recursos humanos competitivos. Nessa perspetiva, apresento neste CV um muito elevado número de realizações industriais e em consórcio, realizados com empresas nacionais e estrangeiras, onde se procurou melhorar de forma significativa a competitividade e eficiência de aspetos de produção, ou, na globalidade, da operação dessa empresa. Esse exemplo e forma de estar na vida exigiu e permitiu que tivesse desenhado, planeado, financiado e construído um Parque de Ciência e Tecnologia (iParque), em Coimbra, com o objetivo de ser o catalisador da relação entre a capacidade de inovação da universidade e a indústria. Uma iniciativa, apoiada pela Reitoria da Universidade de Coimbra, que decorreu durante quase 5 anos e correspondeu a um investimento de mais de 11 milhões de euros.

Para além disso, sempre procurei divulgar ciência na sociedade em geral, desde as idades mais jovens, pois é essencial para criar uma cultura de inovação que nos permita atingir níveis mais elevados de competitividade, sustentabilidade e capacidade de resistir aos mais variados enganos (“Um mundo infestado de demónios”, como caracterizava Carl Sagan, num dos seus mais famosos livros, uma sociedade afastada do conhecimento). A minha atividade de divulgação científica e técnica estende-se por publicações de todo o tipo, programas de rádio e televisão, bem como palestras em escolas e outras instituições de ensino e de caráter social e profissional.

Finalmente, a promoção de uma cultura de inovação implica atuar de forma mais eficaz em fóruns de reflexão cívica e social (presença nos meios de comunicação-social e disponibilidade para ações junto de organizações sociais, profissionais e económicas, por exemplo – ver aqui e aqui), edição e direção de publicações técnico-científicas (criação, edição e direção da Revista Robótica, por exemplo) e promoção de iniciativas que divulguem e premeiem boas exemplos e boas práticas nas empresas nacionais (criação e gestão do Concurso de Inovação da EMAF/Exponor –  a maior feira nacional de Engenharia Mecânica), nomeadamente aqueles que resultam de projetos entre a universidade e as empresas.

Dito isto, aquilo que apresentarei aos alunos da Universidade de Verão da Universidade de Coimbra é sobre impressão 3D. Nessa apresentação, farei uma demonstração de como projetar peças, usando uma ferramenta de CAD 3D, e de como as preparar para serem impressas em 3D. Farei ainda, a título de exemplo, uma impressão de uma pequena peça de exemplo para mostrar a eficiência do processo.

Finalmente, usarei várias peças já impressas para montar uma mão robótica que depois comandaremos a partir de um computador pessoal. Os aspetos relacionados com a montagem, programação e operação da mão serão cobertos nesta apresentação.

Os vídeos abaixo mostram alguns dos pormenores da mão robótica usada nesta apresentação.

Concurso de Inovação – EMAF

We organize the EMAF Innovation Contest since 18 years ago.

The EMAF (biggest Portuguese industrial exhibition in Mechanical Engineering, Robotics and Machines) intends to reinforce the R & D and innovation components of the event, highlighting its crucial importance for the development of the production technology industry. In this framework, it launched the challenge for all EMAF exhibitors to participate in the 9th Innovation Competition, in a partnership with J. Norberto Pires and Revista Robótica. Intended for the exhibitors registered in the EMAF, the competition evaluates the aspects of design, originality and operationality of the products presented.

More details here: https://www.jnorbertopires.pt/emaf-innovation-contest/

Indústria 4.0: Uma ideia estratégica para Coimbra

Este programa foi gravado durante da apresentação do livro “Controlo e Automação Industrial – Indústria 4.0” que se realizou no dia 16 de Maio, na livraria Bertrand (Centro Comercial ALMA em Coimbra). O E se…é um Programa de J. Norberto Pires, para o Coimbra Canal, com a realização de Rijo Madeira.

Este episódio, pela relevância das intervenções, reflete uma visão e uma estratégia industrial e de cooperação universidade-indústria para Coimbra

Um dos assuntos em que penso que Coimbra tem condições para ter um papel relevante é o da estratégia nacional para a Indústria 4.0. Envolvi-me em inúmeras iniciativas em consórcio, liderei e/ou fiz parte de vários grupos de trabalho que visavam construir competência, agregar pessoas e iniciativas diferenciadoras, individualmente demonstrei interesse neste assunto, reuni financiamento (nacional e comunitário), procurei agregar grupos nacionais e estrangeiros, constituindo consórcios competitivos, e apresentei realizações.

A região de Coimbra, no entanto, foi deixando passar o barco. Outras regiões, como por exemplo Braga e Guimarães (Universidade do Minho), como muito menos trabalho inicial realizado, tomaram a dianteira e, associados a grandes grupos económicos (como a Bosch, por exemplo), apresentam-se como pontas de lança de uma estratégia que tem enorme potencial científico, industrial e de criação de emprego.

Seria importante que as entidades que gerem a região, nos aspetos científicos, técnicos, formativos e operacionais, fossem capazes de a pensar a médio e longo prazo, identificando as oportunidades, os investimentos e a capacidade de definirmos estratégias que permitam desenvolver e diferenciar a região.

Ao invés, vivemos em pequenos mundos, cheios de pruridos e preconceitos, isolados uns dos outros, incapazes de perceber que neste rumo, nesta indiferença, tudo nos passará ao lado, sucessivamente, num caminho que terá como resultado o que é já evidente: a irrelevância.

A indústria portuguesa é uma indústria de nicho. Nunca será, até pela dimensão do país, uma indústria de produção em larga escala. Nessa perspetiva, dependeremos sempre, e ainda bem, da competência humana, do saber fazer com qualidade, aliando aspetos tecnológicos digitais, robotizados e automáticos, com aspetos que exigem intervenção humana em considerável escala.

Os mercados para que respondemos e dirigimos os nossos produtos, procuram diferenciação, qualidade e um conjunto de mais-valias que recomendam a incorporação de trabalho humano. Estão, por isso, preparados para pagar mais por essa qualidade e diferenciação.

Consequentemente, uma estratégia nacional para a Indústria 4.0 deve incorporar os objetivos de países como a Alemanha, Japão e países asiáticos, por exemplo, mas realizando uma estratégia adaptada aos objetivos que queremos atingir.

Nessa perspetiva, tecnologias em que nos podemos diferenciar, como a fabrico aditivo / impressão 3D de metais e cerâmicas técnicas, aplicados a inovadores processos de fabrico, deveriam merecer uma atenção especial da CCDRC, da Câmara Municipal, mas especialmente da Universidade e do Politécnico.

Este programa é um contributo para essa estratégia que urge desenvolver. Foi realizado durante a apresentação do livro “Automação e Controlo Industrial – Indústria 4.0” e conta com a participação de:

Amilcar Falcão – Reitor da Universidade de Coimbra

Luís Simões da Silva – Vice-Reitor da Universidade de Coimbra

Ana Lehmman – Professora da Universidade do Porto e ex-Secretária de Estado da Indústria

António Mira – Diretor da Automação e Indústria da Siemens Portugal

Ricardo Patrício – CEO da Active Space Automation

Frederico Annes – CEO da Lidel

J. Norberto Pires – Professor da Universidade de Coimbra

Cutlery Industry: systems and applications

We’ve designed several applications and systems for the cutlery industry, namely during the M.Sc. thesis of Gabriel Afonso done in cooperation with the partner company IVO Cutlery. His outstanding work in this area was planned to proceed for a Ph.D. project. Since he passed away I never wanted to work in this area again, although we had very strong results and the systems proved to be very competitive.

Check video and papers HERE.

Gabriel Afonso (2012)

TCP/IP client-server app for the Kassow Cobot

New generation cobots are getting space in modern industrial applications, namely when humans and machines must operate closely. We are exploring several outstanding machines to be able to design advanced applications for the new industry 4.0 reality. Check out bellow a VIDEO about an APP designed to operate with the new Kassow Cobot (equipped with a Barrett Hand) 🙂

Link to VIDEO: https://www.jnorbertopires.pt/kassow-cobot

jnpHand: developments

Check here latest videos about recent efforts on low cost 3D printed robotic hands for biomedical applications.

Link: https://www.jnorbertopires.pt/jnphand/

The ~presented videos show/demonstrate some of our efforts to design and build fully operational 3D printed robotic hands. The focus here is mainly on the tools used to design the hand, and also how to optimize and control the device.

Don’t FORGET to have fun!

Engineering is FUN!

jnpDrone: Engineering is FUN!

Check here some of the projects I’ve done in industry, to work better and be more efficient, to teach, to demonstrate principles and also to have FUN (don’t forget to have fun, it’s really important)! Because, no matter what you do, what is your motivation, engineering is really a lot of FUN!

The one I’m highlighting today is the jnpDrone. A thing just for the sake of building stuff, learn and have fun! I didn’t use any commercial flight controller, but instead built one from the scratch 🙂