Robot for measurement of human temperature body [Robot para medição da temperatura corporal humana]

Numa primeira etapa, houve um grande desenvolvimento na área de robótica industrial, com a utilização sobretudo de robots manipuladores. Numa segunda etapa de evolução, investigadores na área de robótica têm concentrado esforços na construção de robot móveis, introduzindo as capacidades de mobilidade e autonomia para reagir adequadamente ao ambiente, o que abre um vasto campo de novas aplicações e, consequentemente, muitos desafios. Atualmente temos disponíveis uma vasta gama de robots que aspiram a nossa casa, tudo de forma autónoma sem a necessidade da intervenção humana. Estes robots vêm permitir assim libertar-nos de um processo aborrecido e repetitivo.

Introdução

O robot desenvolvido é capaz de realizar autonomamente o rastreio da temperatura corporal, disponibilizando esses dados em tempo real ao utilizador através de uma aplicação móvel (app). O seu funcionamento é: ao detetar uma pessoa, o robot aproxima-se, para, e mede a temperatura corporal, transmitindo os dados (em valores numéricos) para uma app, através da rede Bluetooth. Se encontrar um obstáculo que não seja uma pessoa, desvia-se automaticamente, para isso realiza uma medição rápida de temperatura para distinguir entre objetos e humanos.

Quando o robot identifica uma pessoa, gera uma imagem térmica que é acessível por wi-fi através de um website, residente num webserver, onde o utilizador pode visualizá-la remotamente. Para controlar a locomoção, o sistema conta com um microcontrolador, enquanto o microprocessador processa os dados recebidos do sensor de temperatura, garantindo a eficácia na execução de cada tarefa, estando também configurado como webserver. A Figura 1 mostra o aspeto real do robot desenvolvido.

Desenvolvimento

Em termos de arquitetura, o robot possui:

• Dois sensores ultrassons que permitem medir a distância entre o sensor e um objeto, evitando o contacto direto com o robot;
• Um sensor térmico que obtém um array de temperatura com 64 pixéis e forma uma imagem térmica, possibilitando assim a visualização de uma imagem da temperatura corporal;
• Dois motores DC que possibilitam a locomoção do robot;
• Um drive de potência que permite controlar independentemente a velocidade e rotação dos motores e fornecer energia suficiente para a locomoção do robot;
• Um microcontrolador (Arduíno Mega) que permite efetuar todas as decisões lógicas para o controlo dos motores e o tratamento de dados provenientes dos sensores de ultrassons;
• Um microprocessador (Raspberry Pi 3) que analisa a temperatura recolhida através do sensor térmico formando uma imagem térmica e possibilita a visualização da mesma remotamente via wi-fi;
• Um módulo Bluetooth que possibilita a comunicação entre o Arduino e a app residente no smartphone.

Em suma, o robot tem a capacidade de reagir ao meio onde é colocado, isto é, se for detetada a presença de uma pessoa, através da temperatura corporal, o robot retira o valor da mesma e apresenta ao utilizador via app, é disponibilizada remotamente através de um website a imagem térmica da pessoa. A demonstração é feita através de um dispositivo ligado remotamente através da rede wi-fi e da aplicação móvel, se for detetada a presença de um obstáculo o robot desvia-se do mesmo, se este não for pessoa. Através na Figura 2 é possível observar o diagrama de blocos do robot.

Omicrocontrolador presente na arquitetura do robot é responsável pela receção e processamento de dados dos sensores, convertendo-os em comandos que são transmitidos aos atuadores, neste caso o Arduino Mega [1].

O microprocessador, Raspberry Pi 3[2], faz a aquisição e gestão dos dados sensor térmico, a geração da imagem térmica e disponibiliza um website para a consulta da mesma, ao estilo webserver.

Os sensores ultrassons utilizados neste robot são caraterizados de sensores digitais piezoelétricos. O funcionamento destes sensores é baseado no efeito piezoelétrico que se verifica em determinados materiais, a piezoeletricidade é a capacidade de alguns cristais gerarem tensão elétrica por resposta a uma pressão mecânica. Os sensores a utilizar são especificamente os SRF04, o funcionamento é muito simples, consiste num impulso emitido por um emissor de ultrassons, até o mesmo ser rececionado pelo eco, medindo assim este tempo no controlador obtém-se a distância correspondente. Um outro sensor usado no robot e fundamental para o propósito do mesmo é o sensor de infravermelhos AMG8833 [3] para detetar a temperatura corporal. Este é um sensor de precisão baseado na tecnologia MEMS. MEMS é o nome dado para a tecnologia que integra elementos eletrónicos, mecânicos e sensores num pequeno chip, que possuem uma informação gravada que delimita o seu funcionamento, ou seja, são praticamente micromáquinas programadas para cumprir determinadas funções. O sensor AMG8833 está integrado numa placa cujo a denominação é TPA64, ou seja, a placa a utilizar no projeto com o sensor integrado.

Luís Pires e João Figueiredo
IPLuso – Instituto Politécnico da Lusofonia

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