Robôs são dispositivos mecânicos versáteis (por exemplo, braços mecânicos articulados, veículos terrestres, áereos ou submarinos, etc) equipados com sensores e atuadores sob o controle de um sistema computacional. Eles realizam tarefas executando movimentos num espaço físico. Este espaço é povoado por vários objetos e está sujeito às leis da natureza [Salant, 1990].
Nos últimos anos têm-se observado um vertiginoso crescimento do potencial de sistemas robóticos. Numa primeira etapa houve um grande desenvolvimento na área de robótica industrial. A implantação no chão de fábrica de robôs industriais trouxe benefícios como a melhoria da eficácia, da qualidade, redução da mão-de-obra, além de mais eficiência, confiabilidade e redução de custos. Vantagens adicionais incluem a capacidade de realizar tarefas para as quais os humanos teriam grande dificuldade, e a remoção de humanos de tarefas em ambientes perigosos.
Numa nova etapa de evolução, pesqui-sadores em robótica têm concentrado esforços na construção de Robôs Móveis, introduzindo as capacidades de mobilidade e autonomia para reagir adequadamente ao ambiente, o que abre um vasto campo de novas aplicações e conseqüentemente muitos desafios.
Dentre algumas possibilidades de uso de robôs móveis pode-se citar o transporte de materiais, combate a incêndios, desativação de explosivos, vigilância de armazéns, viagens submarinas e aeroespaciais e prestação de serviços interagindo com pessoas para auxílio a tarefas rotineiras [Simmons, 1995].
Os problemas enfrentados no desenvolvimento de robôs móveis geralmente estão relacionados com a necessidade de interagir com os objetos físicos e entidades do ambiente. A plataforma deve ser capaz de navegar a partir de uma posição conhecida para uma nova localização desejada, evitando colisões com objetos fixos e móveis durante sua rota [Medeiros, 1998].
Para funcionar em um ambiente desestruturado, desconhecido ou dinâmico, um robô móvel deve ser capaz de perceber as circunstâncias e gerar ações que são apropriadas para o ambiente e para os objetivos do sistema robótico.
Robôs Móveis precisam combinar informações de várias fontes diferentes. Um bom sistema de sensoriamento é fundamental para adquirir dados que descrevem o ambiente, em tempo real e com alta resolução, e ainda com as limitações dos recursos computacionais e de consumo de energia do veículo móvel. Algumas considerações gerais sobre o sistema de sensoriamento estão sintetizadas a seguir [Everett, 1995]:
- Dados concisos e fáceis de interpretar ~V uma quantidade de dados excessiva ou insuficiente implicam em atrasos nas respostas ou respostas inadequadas. Algum grau de pré-processamento e análise é requerido para prover respostas somente quando uma ação for necessária.
- Redundância ~V o sistema não deve ficar incapacitado pela falha de algum dispositivo. Deve ter uma capacidade multimodal para assegurar a detecção de todos os objetos, assim como aumentar a confiabilidade da resposta.
- Simplicidade ~V o sistema deve ser de baixo custo e modular para permitir uma fácil manutenção e atualizações.
- Consumo de potência ~V os requisitos de potência devem ser mínimos devido aos limitados recursos de um veículo móvel.
- Tamanho ~V o tamanho e o peso do robô devem ser adequados para a realização prática de suas tarefas.
- Capacidade de trabalhar em ambientes hostis com bruscas variações de temperatura, exposição a radiação, vácuo, iluminação variável.
Em resumo, a próxima geração de robôs móveis deve ser bem mais flexível para responder a eventos imprevistos que a geração atual. Especialmente para aplicações de operações espaciais é requerida a habilidade de trabalhar em um ambiente não bem definido e que não é controlável, ao contrário do ambiente industrial.