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Trabalhos 2001

Notas 2001.1

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Bibliografia

Plano de Ensino
Capítulo 11: Simulando a Movimentação de Humanos e Animais 
Baseada em um Modelo Hierárquico 

Como foi dito em aula, o tema do trabalho final da disciplina será uma Simulação Baseada em um Modelo Hierárquico. Esta simulação poderá envolver um dos temas abaixo:

  • Movimento hierárquico sem deslocamento no espaço: Braço mecânico com uma mão que pega objetos de uma esteira rolante e os coloca em um cesto.
  • Movimento Hierárquico com Deslocamento Articulado Bípede: Robô humanóide, um Godzilla da sua fantasia ou ser humano que caminha e gesticula.
  • Movimento Hierárquico com Deslocamento Articulado Quadrúpede I:Réptil quadrúpede (Olhe um lagarto andando. Os vídeos de Bruce Jayne, no fim desta página, são um excelente exemplo.)
  • Movimento Hierárquico com Deslocamento Articulado Quadrúpede II: Mamífero quadrúpede (Olhe o seu cachorro ou um cavalo num filme de bangue-bangue ou os vídeos de cavalos nas páginas deste site.)
  • Movimento Hierárquico com Deslocamento Articulado Hexápode: Inseto de 6 patas (Olhe uma barata ou um bicho-graveto, como o da foto abaixo, andando. Bichos-graveto são excelentes animais para se observar, por causa de sua lentidão. Baratas já são menos apetitosas, mas muito mais comuns, principalmente em cozinhas de repúblicas de estudantes.)
Estas simulações deverão permitir o controle do objeto/animal e a execuções de atividades básicas, como: pegar coisas, andar, correr, etc. Na verdade, o que você vai fazer, é criar um Robô Virtual, que se comporta como um desses animais acima.

O objetivo desta página aqui é fornecer a você subsídios para poder realizar este trabalho. Estes subsídios são provenientes de pesquisas tanto nas áreas da Robótica como da Biologia.. Alguns trabalhos de pesquisadores em Biologia mostram  resultados de pesquisa e observação (alguns do início do século)  em Biomecânica e Cinesiologia, áreas que estudam o movimento animal e humano, respectivamente. Outros trabalhos descrevem resultados de pesquisas  em robótica e mostram alguns passos no sentido de se modelar o movimento de robôs inspirado em observação de animais. Tentamos nesta página resumir estes resultados, sem entrar no mérito de um ou de outro, apenas apresentando material que poderá ser utilizado para você confeccionar um dos trabalhos acima.

Dividindo as formas de Andar

A natureza, durante a evolução dos animais, inventou várias combinações de membros articulados e várias formas diferentes de locomoção, cada uma adaptada a um objetivo ou ambiente específico. Nosso objetivo aqui não é escrever um tratado sobre locomoção animal, mas sim fornecer a você dados para programar a sua simulação, por isso vamos nos concentrar nas três principais formas de locomoção: locomoção bípede, locomoção quadrúpede e locomoção hexápode. A locomoção bípede nós conhecemos bem, pratica-mo-la todos os dias. A locomoção quadrúpede pode ainda ser dividida em três categorias, caminhada simétrica, corrida simétrica e corrida assimétrica. A locomoção hexápoda parece ser uma área pouco explorada da biologia, pois foi bastante difícil encontrar um material aproveitável a respeito: descobrimos que parecem existir duas formas de coordenação, a trípode e a quadrípode, as quais apresentamos resumidas em uma página.

Abaixo estão os links para as páginas que preparamos sobre os modos de locomoção. Infelizmente não pudemos encontrar tabelas sintéticas de sincronismo de movimentos e ângulos entre membros, que você pudesse aproveitar diretamente. Mas, apesar de apresnetar o assunto de maneira mais pictórica, o material abaixo com certeza será suficiente para que você prepare seu trabalho. 

  1. Locomoção Bípede
  2. Caminhada Quadúpede Simétrica
  3. Corrida Quadrúpede Simétrica
  4. Corrida Quadrúpde Assimétrica
  5. Locomoção Hexápode

Links Interessantes:

Videos of Vertebrate Locomotion, Bruce C. Jayne University of Cincinnati
 
 
The Cyclops Project
German-Brazilian Cooperation Programme on IT
CNPq GMD DLR