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ROLE - Robotics Learning Environment


Objetivos

Com a difusão do uso de robôs industriais o processo de ensino-aprendizagem desta ferramenta passou a usar simuladores pois estes têm maior disponibilidade, flexibilidade e menor riscos e custos associados, se comparados com o equipamento físico. Os simuladores existentes são basicamente de dois grupos: (a) o próprio ambiente 3D de programação do robô ou; (b) simuladores acadêmicos que enfatizam os aspectos matemáticos. Tem sido responsabilidade do instrutor de estruturar o treinamento usando estes recursos. ROLE (a RObotics Learning Environment) é um simulador 3D de um robô industrial de 5 DOF (graus de liberdade) que incorpora, além das próprias funções do robô (cinemática direta e inversa, simulação de preensão, colisão e programação), um modelo de representação de conteúdo educacional denominado Modelo de Espaço de Habilidades (MEH). A aplicação do MEH resultou na identificação de várias tarefas robóticas de complexidade e dificuldade de aprendizagem gradativas distribuídas em duas "dimensões de habilidades" ortogonais interrelacionadas. Esta estruturação é apresentada ao aprendiz de robótica na forma de uma matriz de tarefas, onde o aprendiz vai explorando cada conteúdo de forma controlada pelo ROLE que respeita os pré-requisitos estabelecidos no MEH. As tarefas são desafios compostos de objetos manipuláveis e obstáculos e de um objetivo que o aprendiz deve alcançar. Estas tarefas são representativas do nível de aprendizagem a cada conteúdo. Ao total 16 tarefas foram implementadas que vão desde a simples exploração das capacidades cinemáticas do robô, até a execução de um encadeamento de objetos de forma repetitiva, envolvendo restrições tanto para a forma de preensão quanto na forma de movimentação dos objetos da cena. Ao final, o ROLE gera um relatório confidencial e único para cada aprendiz, contendo todos os dados do desenvolvimento da solução, como data de início e tempo de execução, número de colisões, precisão do posicionamento final dos objetos manipuláveis da cena, número de tentativas de preensão em objetos, entre outros. Estes relatórios são de acesso exclusivo do educador, o qual acessa o ROLE para, principalmente, avaliar o trabalho do aprendiz para cada tarefa e atribuir uma nota àquela tarefa. Avaliações inferiores a 7.0 permitem automaticamente ao aprendiz nova tentativa na execução da tarefa e, maiores que 7.0 representam uma apreensão do conhecimento daquela tarefa, habilitando o aprendiz a seguir para outras tarefas. Testes funcionais foram feitos e o ROLE está executando satisfatoriamente as visões do aprendiz e do educador. O ROLE, então é um simulador de robô industrial, que tem um papel (role) diferente de outros simuladores por incorporar uma estruturação do conhecimento sobre robótica, além da representação 3D funcional de um robô.



Data de Início: 01/02/2011
Data de Término: 31/07/2012
Site do Projeto: ../virbot4u/


Participantes

Domingo, 19 de Maio de 2024