Apostila 19 Tecnologia Do Futuro

7/29/2019 Apostila 19 Tecnologia Do Futuro

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Feche os olhos, relaxe e tente imaginar comoser o mundo e a sociedade em que vivemos daqui a vinte, trinta anos... Difcil,no? Mas um excelente exerccio de criatividade, principalmente depois

de termos recebido tantas informaes durante nosso curso de automao.

Nestas duas prximas aulas, veremos algumas tecnologias que deverofazer parte do nosso cotidiano em pouco tempo.

Realidade virtual

A realidade virtualrealidade virtualrealidade virtualrealidade virtualrealidade virtual no apenas um recurso para deixar os projetos maisbonitos e apresentveis. Trata-se de uma ferramenta produtiva que vem

sendo aplicada nas mais diversas formas, em vrios campos do conheci-mento humano.

No Brasil, empresas como a Embraer e montadoras de automveis,por exemplo, so usurias de alguns recursos de realidade virtual, sejano desenvolvimento de peas e acessrios, seja em testes simulados de partese do produto final.

Para tanto, utilizam-se computadores com grande poder de processamento,capacidade grfica de alto desempenho e resoluo, e dispositivos para criara iluso da realidade, como culos para a tridimensionalizao, sensoresde deslocamento, luvas, dispositivos de apontamento oujoysticksespeciais.

O projetista pode usinar, cortar, perfurar um modelo como se estivessenuma fbrica, com a vantagem de poder executar essas operaes tantas vezesquantas quiser, sem gasto de material, sem sujeira e economizando tempoe dinheiro.

A realidade virtual est ainda num patamar inicial de desenvolvimento.Portanto, suas possibilidades so enormes. Como ferramenta de manuferramenta de manuferramenta de manuferramenta de manuferramenta de manu-----faturafaturafaturafaturafatura, ela permite simular a fabricao de uma pea mecnica tridi-mensionalmente.

Tecnologia do futuro

Um problema

Realidade

virtual: um

recurso para

simular a realidade

ou um ambiente

real, envolvendo

nossos sentidos

viso, audio, tato

e at olfato por

meio de sistemas

informatizados.


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A U L AOs principais benefcios que a realidade virtual pode trazer aos usurios so:deteco rpida e fcil de possveis falhas num projeto; correo imediata comum custo baixo; facilidade de apresentao do projeto a outros grupos noespecialistas externos e internos , mas que podem colaborar com pareceressobre o virtual produto final, visualizando-o tridimensionalmente; interaoentre os especialistas envolvidos no processo; velocidade na execuo de tarefas.

Outro aspecto importantssimo em projetos de realidade virtual o detornar mais fcil a manuteno das partes que compem produtos maiscomplexos. Os modelos virtuais, pelo fato de poderem ser visualizados internae externamente, permitindo at panormicas e zooms de vrios ngulos,do uma noo exata do acesso para manuteno.

Quanto mais rpidas e precisas forem a manuteno e a reposio de peasdanificadas de um produto, menor ser o custo do trabalho. Mas o uso derealidade virtual no pra nos testes e estudos feitos com os produtospropriamente ditos e na sua manuteno. A tecnologia tambm usada paraprojetar a interao dos usurios com o produto.

Na automao, os perifricos de realidade virtual permitem operar commquinas prejudiciais sade humana por serem excessivamente ruidosas,txicas, radiativas, explosivas etc. Esses perifricos tambm possibilitam cirurgiasmais complexas em locais de difcil acesso ao mdico e em casos em queo paciente no pode ser removido.

Na indstria aeroespacial, a realidade virtual possibilita simulaesde pilotagens; na indstria automobilstica, permite realizar testes de reaoe dirigibilidade. Os testes feitos em ambientes virtuais so mais baratose no colocam em risco a vida dos testadores.

Aplicao

ANasa, agncia aeroespecial norte-americana, vem usando uma interfacede realidade virtual para lidar com dados de anlise computacional. Porexemplo, um modelo da asa da aeronave colocado num tnel de vento virtual.Num campo de fluxo pr-calculado so liberadas partculas. Observandoo movimento dessas partculas, os engenheiros podem entender caractersticasde elevao de uma mesma asa em diferentes projetos.

So muitas as vantagens desse modelo em relao aos testes de elevaonum tnel de vento real: diferentes projetos de asas podem ser exploradossem que seja necessrio fabric-las. O tnel de vento virtual muito mais

barato e a vizualizao pode ser feita de vrios ngulos.

A Embraer est utilizando uma prototipao virtual para desenvolverum jato destinado ao transporte areo regional, com capacidade para 50passageiros. Trata-se de uma nova verso do avio Tucano. Com essatecnologia pode-se detectar interferncias. Por exemplo, um cabo da fiao,que corre paralelamente ao duto de ar, permite estudar o acesso paramanuteno e para troca de peas, em caso de quebra, e identificar possveisfalhas de projeto, que podem ser corrigidas bem antes da produode qualquer uma das peas que iro compor o avio.


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A U L A Viso de mquina

A flexibilidade que caracteriza muitos dos sistemas de viso queencontramos nos dias de hoje permite que haja uma fcil interligao asistemas externos de computadores para controle de processos, gerenciamentode sistemas de manufatura flexvel (FMS) e de manufatura integradapor computador (CIM). A viso de mquinaviso de mquinaviso de mquinaviso de mquinaviso de mquina uma tecnologia que permitea um computador identificar contrastes, cores e formas.

Um exemplo de controle ideal de processos para um sistema de viso o dapresena de um componente a ser reconhecido numa estao de montagem, emdeterminado ponto. Conhecendo-se o sistema de computao, possvel definira seqncia de comutao e acionamento das mquinas, esteiras e elementosperifricos integrados produo.

O sistema de viso pode ser usado para atualizar o controle da produo eo inventrio estatstico dos itens produzidos. Ele permite identificar algum itemfabricado incorretamente. Alm disso, a informao do sistema pode ser utilizadapara bloquear a produo, ativar processos de correo etc. Tudo isto permite

gerenciar uma linha de produo em tempo real, facilitando a implantaode uma anlise estatstica e a estocagem automtica.

Aplicaes

A Johnson & Johnson incluiu recentemente na linha de produo deaplicadores de absorventes ntimos um sistema de sensoriamento com viso demquina. A finalidade controlar, durante a produo, aplicadores com osseguintes problemas: encaixesencaixesencaixesencaixesencaixes (h um dispositivo formado por duas peasmontadas automaticamente: se elas no forem posicionadas corretamente, odispositivo no funcionar); rebarbarebarbarebarbarebarbarebarba (qualquer rebarba no material impos-sibilita utilizar o dispositivo, uma vez que o material se torna perigoso).

Esse sistema de sensoriamento permite controlar a produo durante apassagem da etapa de montagem para a de embalagem. Quando o sistemadetecta falhas no produto, este enjeitado automaticamente, antes que chegue etapa de embalagem da linha de produo. Os resultados tm sido bastantesatisfatrios a porcentagem de defeitos aps a embalagem cai para zero.Os cuidados com a instalao devem ser bastante criteriosos. preciso definirum sistema de iluminao adequado e um dispositivo de transporte que assegureo contraste necessrio para se perceber, em toda a rea do produto, qualquerdeformao em sua superfcie ou possveis erros de montagem.

Outro aspecto importante a incluso de um sistema de automao paracontrolar a velocidade da esteira transportadora, evitando interferncias externasde iluminao e ejetando peas com defeito. Trata-se de um sistema desensoriamento em tempo real, sem interferncia no fluxo da produo.

A Coca-Colautiliza um sistema de viso artificial na sua linha de produo,de modo a garantir a integridade da embalagem e evitar a entrada de produtos,peas ou lquidos em seu interior. Assim, as garrafas percorrem a linhade produo sem interrupes e a qualidade do produto fica preservada.


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A U L ACada embalagem reprovada pelo sistema eliminada da produo.Se aps verificao a embalagem no for aproveitvel, ela destruda.

Inteligncia artificial

O ramo da inteligncia artificial ainda no produziu mquinas que pensam,mas criou programas que imitam o raciocnio humano para solucionar problemascom eficincia.

A inteligncia artificial tampouco produziu, ainda, computadores que secomportam como o homem, mas ela cria programas qualificados que muitasvezes resolvem alguns problemas de forma mais eficiente do que o homem.

A inteligncia artificial consiste de programas com algum tipo deconhecimento humano. Pode ser encontrada no mercado sob a forma desistemas especialistassistemas especialistassistemas especialistassistemas especialistassistemas especialistas para a medicina, de sistemas que empregam lgicalgicalgicalgicalgicanebulosanebulosanebulosanebulosanebulosa, utilizado em mquinas de lavar roupa, de redes neuraisredes neuraisredes neuraisredes neuraisredes neurais parareconhecimento de imagens de satlites, bem como em outras aplicaes no

cotidiano, embora estas nem sempre sejam percebidas de forma clara e direta.

Os computadores podem pensar?

Existe uma controvrsia sobre a possibilidade de se produzir programasinteligentes e computadores que pensam. Podemos falar, mais adequadamente,de computadores capazes de executar um programa pensante ou inteligente.

Para entender o que um programa inteligente, em primeiro lugar precisoesclarecer o conceito de inteligncia. Segundo os dicionrios, intelignciaintelignciaintelignciaintelignciainteligncia a capacidade de aprender fatos, proposies e suas relaes, e de raciocinarsobre eles. Raciocnio significa pensar.

Num sentido mais restrito de inteligncia, vista como a capacidade deaprender e relacionar fatos logicamente, podemos dizer que existem programasinteligentes.

Um conceito de programa inteligente

Para que um programa possa ser considerado inteligente, necessrio queele se comporte de maneira inteligente, ou seja, que aja como um ser humano.

claro que seu processo de pensamento no tem de ser exatamente, ou sempre,o mesmo de uma pessoa.

Um programa inteligente aquele que exibe comportamento similar ao deum ser humano diante de um problema. No necessrio que o programasolucione o problema da mesma maneira que um ser humano. Basta que eleauxilie a identificar a melhor soluo para um problema ou uma situao queexija uma tomada de deciso satisfatria.


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A U L A Pesquisas heursticas

As pesquisas heursticas so as realizadas com mtodos de soluo deproblemas baseados no procedimento de tentativa e erro. Tenta-se encontrar umcaminho para a soluo de determinado problema. Se um no der certo, tenta-se outro, at se obter a soluo.

No incio das pesquisas relativas inteligncia artificial, foi fundamental autilizao dos mtodos heursticos, principalmente nos casos em que se tentava

jogar xadrez com o computador. Verificava-se que, para responder a determinadajogada, o computador realizava uma pesquisa para escolher, entre bilhes depossibilidades, a jogada certa. Mas a escolha, em 90% dos casos, era incompatvelcom a situao do jogo.

Para resolver este problema da escolha da jogada certa, usava-se umsubconjunto de jogadas, para as quais o computador estava programado.Poderia ocorrer que o computador tentasse uma jogada intil e se ela levasse aerro, era substituda por outra jogada (tentativa e erro), at que se conseguisseuma jogada de efeito (usando-se uma funo de variao com parmetros,

tais como domnio do centro do tabuleiro, peas importantes defendidas etc.).Isto um exemplo do emprego da heurstica para jogar xadrez.

A busca de solues

A habilidade para resolver problemas freqentemente usada como medidade inteligncia, tanto para seres humanos quanto para mquinas. A soluo deproblemas usada tambm na maioria das aplicaes de inteligncia artificial.

Na rea de matemtica comum solucionar problemas por meio docomputador, a partir de certos procedimentos. Entretanto, poucos problemaspermitem solues por meio de computao. o caso de problemas que sosolucionveis por tentativas, como ocorre com o emprego da intelignciaartificial exemplificado no jogo de xadrez.

Os computadores usados na poca dos estudos da inteligncia artificialtinham muitas limitaes. Por isso, era necessrio que os programadorestivessem habilidade para desenvolver boas tcnicas de busca de soluode problemas.

Sistemas especialistas

Quando o melhor operador de mquina de uma indstria se aposenta,ele leva consigo cerca de trinta ou quarenta anos de experincia valiosa.Como podemos preservar este conhecimento na empresa?

Os conhecimentos podem ser armazenados num computador, sob a formade sistemas especialistassistemas especialistassistemas especialistassistemas especialistassistemas especialistas.

Os sistemas especialistas constituem o primeiro produto comercialmentevivel para aplicaes da inteligncia artificial. Em princpio, esses sistemas


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A U L Aarmazenam informaes sobre um certo assunto no computador.Essas informaes passam a ser chamadas base de conhecimentobase de conhecimentobase de conhecimentobase de conhecimentobase de conhecimento. Se ooperador fizer perguntas relativas a esse conhecimento, a resposta dadacomo se o sistema fosse um especialista no assunto.

Portanto, sistemas especialistas so programas que imitam o comportamentode especialistas humanos, a partir de informaes que o usurio fornece,emitindo um parecer acerca de um determinado assunto.

Vejamos a seguir as vantagens, o funcionamento e as aplicaes dossistemas especialistas.

Vantagem

A disponibilidade e a convenincia so as caractersticas mais importantes dossistemas especialistas. Eles ficam disponveis 24 horas. A informao desejadapode ser facilmente copiada e armazenada, sem qualquer risco de perda.

Um sistema especialista computadorizado sempre gera a melhor opiniopossvel, segundo as limitaes de conhecimento armazenado. Outra vantagemdo sistema especialista que, depois de criado, pode-se criar um novo especialista,simplesmente copiando o programa em outro equipamento.

Funcionamento

Todos os sistemas especialistas so compostos de duas partes: base deconhecimento e mquina de inferncia.

Base de conhecimentoBase de conhecimentoBase de conhecimentoBase de conhecimentoBase de conhecimento: um banco de dados que armazena informaes

especficas e regras sobre determinado assunto, enunciadas na forma deobjeto e atributo. ObjetoObjetoObjetoObjetoObjeto a concluso definida por suas regras associadase atributoatributoatributoatributoatributo uma qualidade especfica que ajuda a definir o objeto.

Mquina de infernciaMquina de infernciaMquina de infernciaMquina de infernciaMquina de inferncia: a parte do sistema especialista que usaa informao recebida para encontrar um objeto correspondente.

Aplicao

Utiliza-se a inteligncia artificial para ajudar a racionalizar e gerenciar umaempresa, com o objetivo principal de aumentar a produtividade, com vantagens

em relao concorrncia e sem prejuzo da relao custo/benefcio.

Empresas especializadass na rea de inteligncia artificial desenvolvemprogramas no campo da tecnologia do conhecimento. Com a robtica e auxlioa projetos de engenharia possvel criar programas mais inteligentes, inclu-sive sistemas especialistas.

Como exemplos de empresas que utilizam inteligncia artificial comresultados favorveis podemos citar a Embratel, o Serpro, a IBM e a Unisys(Dataprev, Embrapa, Fepasa, Sperry). As grandes universidades do Brasil fazem


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Exerccios

pesquisas de desenvolvimento em inteligncia artificial, como IME/RJ, PUC/RJ, UFPB, UFRGs, UFF, UFU, e ITA.

Atualmente, muitos trabalhos vm sendo desenvolvidos com a finalidadede integrar e automatizar sistemas de manufaturassistemas de manufaturassistemas de manufaturassistemas de manufaturassistemas de manufaturas, de forma que ogerenciamento da produo, a determinao de tempos de ajuste e o controlede qualidade ocorram em tempo real, facilitando o controle do sistema porparte de pessoas e agilizando o processo de deciso.

Outra aplicao crescente dos sistemas especialistas no planejamento dosprocessos de usinagem. Empregando mtodos heursticos, possvel reduzirsignificativamente o nmero de alternativas a serem analisadas, sem risco dedescartar a soluo tima.

Teste sua aprendizagem. Faa os exerccios e confira suas respostas com asdo gabarito.

Marque com X a resposta correta.

Exerccio 1Exerccio 1Exerccio 1Exerccio 1Exerccio 1A realidade virtual na indstria pode ajudar na:a)a)a)a)a) ( ) simulao de fabricao de peas;

b)b)b)b)b) ( ) reduo de equipamentos;c)c)c)c)c) ( ) modificao da estrutura cristalina;d)d)d)d)d) ( ) reao xida.

Exerccio 2Exerccio 2Exerccio 2Exerccio 2Exerccio 2Para aproveitar a experincia das pessoas em determinada rea doconhecimento, podemos utilizar:a)a)a)a)a) ( ) viso de mquina;

b)b)b)b)b) ( ) sistemas especialistas;d)d)d)d)d) ( ) realidade virtual;e)e)e)e)e) ( ) anedotrio.

Exerccio 3Exerccio 3Exerccio 3Exerccio 3Exerccio 3Num sistema especialista, o local onde armazenamos informaes chama-se:a)a)a)a)a) ( ) base de conhecimento;

b)b)b)b)b) ( ) mquina de inferncia;c)c)c)c)c) ( ) objeto;d)d)d)d)d) ( ) atributo.

Exerccio 4Exerccio 4Exerccio 4Exerccio 4Exerccio 4A viso da mquina pode ser incorporada atividade de:a)a)a)a)a) ( ) compras e marketing;

b)b)b)b)b) ( ) marketing e controle de processos;c)c)c)c)c) ( ) controle de processos e marketing;d)d)d)d)d) ( ) medidas e controle de processos.

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