As funções interdisciplinares da Robótica.

18/02/2019

Sabe-se que a robótica é um campo vasto interdisciplinar que trabalha com as mais diversas áreas do conhecimento e que faz parte das operações de várias profissões. Em uma mina de ferro em Minas Gerais, a 300 metros de profundidade, robôs caminham quilômetros por debaixo da terra, não só averiguando o estado das minas e perfurando novos túneis, como também purificando o ar dos trabalhadores e separando aquilo que se respira da poeira tóxica e ferruginosa.

Entre todas as funções robóticas, a parte do seu movimento é o que consome maior energia. As tipologias de movimento robótico podem ser classificadas como cinemáticas e dinâmicas. Os cinemáticos são robôs que não precisam de torque ou articulações para se movimentar, precisam de rodas e lagartas, e podem produzir aceleração. Já os dinâmicos, possuem torque e articulações, e imitam o movimento bípede humano, mas dificilmente podem produzir aceleração. Exemplos de robôs cinemáticos são os robôs da série "Star Wars" como R2-D2 ou o BB-8, e os robôs dinâmicos, são aqueles que se parecem como humanos, como C3PO (da série Star Wars") e o Sonny do filme "I, Robot!".

São programados para ter uma função horária de velocidade ou espaço, que determina o seu tipo de movimento em diversas ocasiões. Mas, de todas as funções de um robô, o mais importante é fazer as tarefas que um ser humano não pode e não deve fazer, como em profissões em que se corre risco de morte. Nas plataformas de extração de petróleo em alto-mar, robôs estão tomando o lugar de mergulhadores de profundidade. Suportando a pressão submarina, tais artefatos robóticos diminuíram, não só as vagas desta ocupação profissional, mas na quantidade de óbitos, que era em torno de 40%.

Na área de pesquisas geofísicas, robôs de estruturas básicas são construídos por pesquisadores e estudantes para chegarem a lugares que seriam inóspitos para um ser humano. Para aqueles que estudam fontes termais e vulcanismo, os artefatos robóticos se tornam apetrechos essenciais para fazer as medições necessárias em locais, onde seriam perigosos para a vida humana, com o objetivo de antever terremotos e qualquer outra manifestação vulcânica ou geofísica. O robô, possui como significado de existência, fazer o trabalho forçado e necessário para o ser humano, sem que sua vida de seu criador se comprometa ou que corra risco de morte.

(Texto sob a autoria de Michael Hermann, professor de Ciências Exatas e Naturais, usado na apresentação de Seminários em Educação da América Latina na UDE, em Montevidéo/Uruguai em janeiro de 2018.)


A interpretação de textos  é parte essencial para a compreensão na resolução de exercícios das Ciências Exatas e Naturais. Neste aspecto, estamos revendo conteúdos de Física, em que a Robótica como espaço transversal, potencializa metadisciplinarmente tais assuntos com o cotidiano do aluno. 

De acordo com o texto acima, julgue os itens a seguir:

·Velocidade angular, velocidade linear e enfoque angular são grandezas vetoriais.

CERTO ou ERRADO?

.O raio - R de todo o movimento circular uniforme possui a relação com a velocidade linear e não com a velocidade angular.

CERTO ou ERRADO? 

. Um robô que substitui um mergulhador de profundidade, possui uma hélice que se movimenta a 2π rad/s, então seu período é de 1s.

CERTO ou ERRADO? 

. A frequência das rodas unidas por uma lagarta de um robô igual ao personagem Wall-E são iguais.

CERTO ou ERRADO? 

. A velocidade linear das rodas unidas por uma lagarta de um robô igual ao personagem Wall-E são iguais.

CERTO ou ERRADO? 

. O disco que gira a hélice do robô submarino, possui a mesma velocidade linear em todos os seus pontos.

CERTO ou ERRADO?  

Robótica como espaço transversal para o Ensino de Física.

a. Entre R2D2 e Wall-E, ambos robôs cinemáticos, porém diferem-se no raio de suas rodas. Sabendo que as rodas possuem a mesma velocidade linear e que o raio das rodas do Wall-E é o dobro do R2D2. A velocidade angular em rad/s do Wall-E é maior que a do R2D2.

CERTO ou ERRADO?  

Outra função dos robôs, além de proteger o ser humano em tarefas perigosas, está na ampliação da ação humana e no conhecimento sobre o espaço sideral. As sondas-robôs são o exemplo disto. Cassini, Huyghens, Juno, Curiosity Rover e Roseta nos proporcionaram imagens e descobertas antes impossíveis para o homem.

A sonda-robô Juno que foi investigar o sistema planetário de Júpiter, durante a sua trajetória possuiu três funções horárias: 

I. V=2.10 5+20t 

II. S= 2.10 9

III. V=3.10 9 - 40t (SI). 

Sobre isso, julgue os itens a seguir:

b. Na sequência de movimentos seguindo a trajetória, a maioria é progressiva.

CERTO ou ERRADO?  

c. Em algum momento a sonda-robô Juno teve velocidade constante.

CERTO ou ERRADO?  

d. A velocidade inicial aumentou na grandeza de 10 5 em toda a trajetória.

CERTO ou ERRADO?  

e. Em Km/h, a velocidade inicial no momento (I) será de 7,2.10 5.

CERTO ou ERRADO?  

f. No momento (II) terá a menor aceleração.

CERTO ou ERRADO?  

g. No momento (III) terá a maior aceleração.

CERTO ou ERRADO?  

h. No instante t=1h, no momento (III) a velocidade será menor que o valor 10 7.

CERTO ou ERRADO?  

i. A função horária do espaço (S) no momento (III) é S=.3.10 9t + 20t 2.

CERTO ou ERRADO?  

j. A aceleração negativa ocorre no momento (III).

CERTO ou ERRADO?  

k. Se a sonda-robô ficasse em órbita de Júpiter, a função horária mais condizente seria o momento (II).

CERTO ou ERRADO?  

l. Sabe-se que, por convenção, em órbita em um planeta, o satélite ou sonda será progressivo se estiver no mesmo sentido da órbita do planeta. Se a função horária do espaço angular da sonda em órbita de Júpiter for φ=φ0 - 3.10 9t (SI). Então, a sonda está no mesmo sentido da órbita jupiteriana.

CERTO ou ERRADO?  


Uma aula introdutória sobre Robótica...