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Sistema de reúso duplo da água de chuva é inovação da USP São Carlos

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Viabilidade do projeto de automação foi comprovada na casa do criador da tecnologia, professor Eduardo Simões, do ICMC

De olho em uma eventual crise hídrica e disposto a possibilitar a seus alunos pôr em prática algumas das lições transmitidas em sala de aula, o professor Eduardo Simões, do Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC), da Universidade de São Paulo (USP), câmpus de São Carlos, projetou e instalou em sua casa sistema inédito de automação.

A partir do duplo reúso de água da chuva, o conjunto usa uma cisterna enterrada no solo com capacidade de até 5 mil litros. Esse volume consegue oferecer, durante o ano inteiro, banhos gratuitos e quentes na banheira, cujo aquecimento é solar. A água consumida na higiene pessoal será reutilizada para irrigar o jardim de 400 metros quadrados da residência.

Docente do Departamento de Sistemas de Computação do ICMC-USP, o professor revela ter utilizado equipamentos simples no projeto, como calhas, canos e uma bomba elétrica para elevar a água da cisterna para a caixa-d’água no telhado, de onde ela é redistribuída para as descargas nas privadas dos banheiros e diversas torneiras. O restante da casa continuará sendo atendido pelo sistema municipal de abastecimento.

Premissa

Construída entre os anos de 2010 e 2011 em um condomínio residencial, a casa da família de Simões foi projetada por ele, engenheiro elétrico com doutorado em robótica, com o auxílio de um engenheiro civil. Sua última inovação, o sistema de irrigação automatizado, foi tema do Trabalho de Conclusão de Curso (TCC) do aluno Tiago Tapparo, apresentado no ICMC em novembro.

Além da colaboração de Tiago, o projeto abarca mais nove TCCs e projetos de iniciação científica de estudantes de graduação da USP São Carlos, orientados por Simões, dos cursos de Ciências da Computação, Sistemas de Informação, Engenharia de Computação e Engenharia Elétrica. “Os desafios impostos a eles eram reais, todos com a mesma premissa: possibilitar a economia e o uso racional da água”, explica.

Prática

Em seus projetos, os estudantes receberam apoio de órgãos públicos de fomento. Os custos de compra e de instalação dos equipamentos, por estarem em uso em sua casa, foram bancados por ele próprio.

“Os alunos tiveram de pesquisar e desenvolver soluções funcionais, seguras e esteticamente agradáveis nas áreas de hidráulica, robótica, controles de motores, acionadores, programação, leitura de sensores de umidade, entre outros temas”, explica o docente. “O resultado final foi um conjunto completo de automação, incluindo software, hardware e parte mecânica, com peças modeladas e produzidas em impressora 3D, utilizadas para encaixar o sistema de motorização dos aspersores”, explica.

Artificial

No sistema de irrigação, uma câmera monitora o jardim o ano inteiro. As informações colhidas alimentam uma rede neural, por meio de inteligência artificial, concebida para irrigar somente as áreas mais secas e amareladas do gramado e canteiros, especialmente no período entre abril e outubro. “O sistema, inteligente, foi programado para aprender quando e quais locais deve molhar”, informa.

O acionamento dos quatro aspersores do jardim está condicionado à medição da umidade do solo. Essa aferição, realizada por um conjunto de sensores, consegue identificar se choveu nas últimas horas e qual foi o volume de água captado. A variável seguinte, antes da tomada de decisão de acionar ou não a irrigação, considera nos cálculos a previsão do tempo para os próximos três dias, dado coletado de modo automático pelo sistema na internet.

Se a possibilidade de chover for igual ou superior a 85%, o sistema não é acionado. “A grama pode esperar até a chegada natural da água”, esclarece Simões. Entretanto, se a probabilidade de chover for de até 30%, a irrigação artificial será acionada. Quando a previsão de chuva oscila na faixa intermediária, entre 30% e 85%, o sistema calcula a quantidade exata de água a ser aspergida na grama.

Econômico

De todo o sistema, a única parte em processo de patenteamento no Instituto Nacional de Propriedade Industrial (Inpi) é o conjunto de aspersores robotizados. Há expectativa de concluir essa etapa até o final do ano que vem. “O investimento total foi de R$ 4 mil, porém, pode-se amortizar esse montante em aproximadamente quatro anos, considerando- se a economia mensal de R$ 100 na conta de água”, esclarece.

A calha custou R$ 500; a cisterna R$ 1,5 mil (mão de obra inclusa); a caixa-d’água extra para a água da chuva R$ 300; os dispositivos eletrônicos e os processadores R$ 400 (o computador central custou R$ 150); o encanamento R$ 400; os aspersores e os servomotores R$ 400; e o material de consumo e outros itens, R$ 300. O sistema permite poupar R$ 300 na conta de água nos meses mais frios e secos; e, em média, R$ 120 nos mais quentes e chuvosos.

De acordo com o professor, o conjunto instalado de captação de água tem vida útil de no mínimo 50 anos e não exige mão de obra especializada para a sua construção e instalação. “Pode-se adaptá-lo para áreas rurais, inclusive com redução de custos”, observa. “Interessados em saber mais sobre o sistema ou quem pretende construir projetos autossustentáveis similares em prédios e condomínios deve entrar em contato com o ICMC-USP”, observa Simões (ver serviço).

Serviço

Departamento de Sistemas de Computação do ICMC-USP
Telefone (16) 3373-9333
E-mail ssc@icmc.usp.br

Rogério Mascia Silveira
Imprensa Oficial – Conteúdo Editorial

Reportagem publicada originalmente na página IV do Poder Executivo I e II do Diário Oficial do Estado de SP do dia 12/07/2017. (PDF)

Tecnologia reproduz movimentos humanos

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Aluno da USP de São Carlos cria braço mecânico com tecnologia que capta e imita ações a distância e em tempo real; pesquisa conquistou prêmio internacional

Vinícius Fernandes, aluno do curso de Engenharia Mecatrônica, da Escola de Engenharia de São Carlos (EESC-USP), desenvolveu protótipo inédito de sensoriamento de movimentos. Laureada com prêmio internacional, a tecnologia é capaz de identificar com precisão movimentos humanos realizados em qualquer direção e intensidade – e reproduzi-los, de modo imediato e natural, em um braço robótico equipado com uma garra mecânica na ponta.

Batizada de Wearable Interface for Teleoperation of Robot Arms (WITRA), a ferramenta tem, a princípio, aplicações nas indústrias aeronáutica, automotiva e em linhas de montagem de diversos tipos de equipamentos. A garra pode ser manejada a distância, permitindo ao operador, por exemplo, levantar e transportar peças ou componentes para locais predeterminados. Ela também consegue memorizar e reproduzir sequências de movimentos.

Produzida em dez meses, a invenção foi tema do Trabalho de Conclusão de Curso (TCC) de Vinícius, de 22 anos, que está se formando. A pesquisa aborda diversos conceitos da Mecatrônica, ao mesclar técnicas das engenharias de computação, elétrica e mecânica. Ela foi desenvolvida com orientação do docente do Departamento de Engenharia Mecânica da EESC-USP, Glauco Caurin.

Simplificação

O trabalho rendeu a Vinícius o segundo lugar e um prêmio no valor de US$ 10 mil na Toradex Design Challenge, concurso mundial de desenvolvimento de componentes mistos de informática e robótica – promovido por um fabricante suíço de computadores. O estudante recebeu o cheque simbólico em solenidade realizada no mês passado, na sede da Agência USP de Inovação, na capital.

Com sensores fixados no braço, antebraço e mão do operador, o WITRA é um scanner de corpo com interface intuitiva, concebido para usuários destros ou canhotos. O dispositivo ‘vestível’ captura movimentos do ombro, cotovelo e punho e os retransmite, sem fio e em tempo real, para o braço mecânico. “A meta foi simplificar ao máximo a operação, ‘escondendo’ do usuário a programação e oferecendo-lhe total liberdade de movimentos”, explica o universitário.

Eficácia

O dispositivo possibilita a criação de padrões recomendados para a execução de uma tarefa específica. Como exemplos, Vinícius cita a inclinação e a pressão ideal para a aplicação de um ponto de solda em uma chapa ou, ainda, o encaixe da fuselagem de um avião em seu corpo e mais a quantidade ideal de voltas a serem dadas na fixação de um parafuso por uma chave de fenda robótica.

“Outro conceito incorporado é o de aproveitar o talento e a perfeição humana para realizar uma tarefa com o máximo de eficácia e assim definir um padrão de execução para o procedimento – e depois usar a inteligência artificial embarcada para repeti-lo infinitamente nas linhas de montagem”, observa.

Ex-intercambista da Universidade de Nova York, o estudante Vinícius pretende patentear seu dispositivo vestível e avançar no projeto de montar uma start-up, tendo a mecatrônica como área tecnológica básica de sua empresa. Ele informa que a descrição técnica e a operação do WITRA podem ser conferidas em vídeos (em inglês) que ele mesmo apresenta no YouTube e também no site da competição (ver links em serviço).

Ilimitado

Coordenador do Laboratório de Manipulação Robótica da EESC-USP, o professor Caurin apresentou a Vinícius diversos cenários possíveis para o desenvolvimento do dispositivo vestível. Ele credita ao universitário o mérito pelo trabalho, “por sua capacidade de compreender rapidamente questões complexas e por sua habilidade para achar e propor soluções possíveis”, destacou.

Na sua avaliação, o estudo integra a nova tendência da robótica mundial cuja proposta é aumentar a segurança e produtividade dos projetos e, ao mesmo tempo, diminuir riscos para operadores, máquinas e instalações. “A maioria dos robôs funciona hoje cercada por grades, pelo fato de ‘desconhecerem’ o que há a sua volta. Assim, ao oferecer controle total ao operador, a pesquisa avança mais um passo”, esclarece.

Reabilitação

Caurin aponta mais usos para o dispositivo vestível, como a recuperação de pacientes com perdas da capacidade de movimento. O conceito da ‘fisioterapia do futuro’ é o mesmo de um jogo de videogame. Os exercícios iniciais de reabilitação com o equipamento, assim como as primeiras fases do game, são simples e a máquina auxilia a execução.

“Gradativamente, com a recuperação da capacidade muscular, os desafios para o paciente vão ficando mais complexos – a máquina deixa então de ajudar e passa a atrapalhar, como quando se deixa de usar uma tipoia ou muleta”, explica.

O professor cita mais possibilidades, como, por exemplo, aproveitar a tecnologia em robôs antibombas, neutralizar artefatos suspeitos a distância. Ou, ainda, utilizá-la em outras situações de risco – fazer reparos em altos-fornos (em siderúrgicas) ou em estruturas submarinas, como plataformas de extração de petróleo e de pré-sal, localizadas em profundidade superior a 200 metros, local impossível de ser atingido com segurança por um mergulhador.

Serviço

Wearable Interface for Teleoperation of Robot Arms (WITRA)
Toradex Design Challenge

Rogério Mascia Silveira
Imprensa Oficial – Conteúdo Editorial

Reportagem publicada originalmente na página III do Poder Executivo I e II do Diário Oficial do Estado de SP do dia 01/07/2015. (PDF)

Vidrados em tecnologia – Campuseiros participam da Campus Party 2012

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​Realizada no Anhembi, capital, a maior feira de informática da América Latina tem apoio institucional do Governo paulista e da Prodesp

Um ponto de encontro para debater inovação, tecnologia, entretenimento, ciência, empreendedorismo e cultura digital. Com este lema e mais de 500 atrações, os organizadores da Campus Party 2012 aguardam 200 mil visitantes até domingo (12), no Centro de Convenções Anhembi, na capital.

A quinta edição da maior feira de informática da América Latina tem apoio institucional do Governo paulista e da Companhia de Processamento de Dados do Estado (Prodesp). Um dos principais destaques é a conexão de banda larga de até 20 Gbps para os sete mil campuseiros. O nome refere-se aos participantes que se hospedam no local e pagaram para ter o direito de participar de palestras, mesas-redondas, oficinas e fóruns. Desde o mês de setembro as inscrições se esgotaram.

Em 2012, a velocidade de conexão é o dobro da oferecida no ano passado. Os campuseiros podem escolher entre mais de 500 eventos, muitos simultâneos, em mais de uma centena de temas. A lista inclui robótica, redes sociais, software livre, publicidade on-line, jogos, desenvolvimento de aplicativos para dispositivos móveis, entre outros.

Desafio aos campuseiros

Representando o Governo paulista na Campus Party, o estande da Companhia de Processamento de Dados do Estado (Prodesp) lançou na feira um desafio aos participantes: melhorar, por meio da tecnologia, os serviços oferecidos aos cidadãos pela internet. O prazo para envio de propostas on-line vai até 30 de março, no site onde também está disponível o regulamento.

O concurso visa a receber sugestões para novos aplicativos, tecnologias e metodologias em quatro áreas: Redes Sociais, Detran.SP e a segunda geração do Poupatempo e do Acessa SP, iniciativa paulista de inclusão digital com 627 postos instalados no Estado. Os vencedores em cada tema ganharão um MacBook Pro e serão anunciados no Prêmio Mario Covas, previsto para 30 de abril.

Para o Acessa SP, a ideia é projetar o novo portal do programa e desenvolver aplicativos para acesso móvel ao site, que será multiplataforma. Já para o Detran.SP, o desafio é aperfeiçoar o atendimento on-line, com relação à navegabilidade e usabilidade da página eletrônica.

Em relação ao Poupatempo, a proposta deve envolver a segunda geração do programa. E quanto às Redes Sociais, o objetivo é que os campuseiros deem soluções de como o Governo poderia ampliar a interação e agregar mais serviços em comunidades virtuais como YouTube, Twitter, Orkut e Facebook.

Atendimento ao público

Da Prodesp, Maria Clara Tavares Lopes, responsável do estande do Governo, explica que o espaço dispõe de oito computadores e 20 representantes do Acessa SP, Detran.SP, Poupatempo, Prodesp, Fundação Sistema Estadual de Análise de Dados (Seade) e secretarias estaduais da Fazenda e de Gestão Pública.

Entre os temas disponíveis para a interação com o público estão o conteúdo e conceitos de orçamento do site Prestando Contas, e informações sobre serviços públicos presenciais e eletrônicos do Acessa SP, Detran.SP e Poupatempo.

Disponíveis on-line, as bases de dados do portal Governo Aberto SP são outro assunto recorrente no estande da Prodesp. O serviço gratuito traz informações públicas e não sigilosas, como dados estatísticos, financeiros, demográficos, municipais, eleitorais, mercado de trabalho, população, Produto Interno Bruto (PIB), entre outros. “A ideia é estimular os desenvolvedores a cruzar informações e criar novos serviços eletrônicos gratuitos para o cidadão”, explica Maria Clara.

Monitores campuseiros

Um grupo de sete monitores do Acessa SP foi convidado a participar da feira como campuseiro. Além de participar dos debates, o grupo irá produzir conteúdo para os sites do programa (Acessa SP e Cidadão.SP). Juliana Petreski, do posto de Itaquaquecetuba, e Lucas Maciel, do telecentro de Sorocaba, foram dois dos contemplados.

“Represento os 1,2 mil monitores do programa”, disse Lucas, orgulhoso pelo convite. Para ele, não foi problema dormir em barraca. “Em apenas um dia conheci muita gente como eu, vidrada em tecnologia. Juliana, monitora há um ano e meio, tem opinião semelhante. “Pretendo criar uma rede social voltada para a terceira idade e permitir aos participantes divulgar trabalhos e localizar familiares distantes”.

Despertando vocação

Uma ferramenta colaborativa em maio de 2011 pela Secretaria Estadual de Cultura fez tanto sucesso que conquistou lugar na Campus Party. Batizado de Mixer Guri, o site permite ao usuário fazer música a partir de trechos de guitarra de Edgard Scandurra, vocais de Arnaldo Antunes e percussão de Naná Vasconcelos.

O site é um desdobramento do Projeto Guri, iniciativa presente em 310 cidades paulistas e dedicada a ensinar música a 51 mil crianças e adolescentes. Segundo Mônica Sousa, da Cultura, o site visa a despertar a vocação artística de estudantes e também arrecadar com sua criação.

O acesso ao endereço eletrônico é gratuito. Também há acesso irrestrito a todas ferramentas de composição. Se quiser baixar sua criação no formato MP3, o usuário precisará pagar entre R$ 0,50 e R$ 16 pela música. O preço varia de acordo com a quantidade de recursos empregados.

“Já arrecadamos R$ 10 mil. Tivemos mais de 20 mil acessos no site e conseguimos muita repercussão na web“, informa Mônica. “Quem participa tem sua música disponível e pode publicá-la nas redes sociais”, assegura Mônica. “Outros destaques da Cultura na Campus Party são os 1,2 mil alunos do Guri, que visitarão a feira até o seu final”, destaca.

Serviço

Feira Campos Party – Entrada franca para visitar estandes e praça de alimentação. Nesta área, atrações são gratuitas e é possível jogar fliperama, disputar competições de jogos com múltiplos jogadores por computador e conhecer mais sobre ações mantidas pelo Estado. A dica para visitante é ir de metrô, descer na Estação Portuguesa-Tietê e seguir de ônibus fretado gratuito até o Pavilhão.

Rogério Mascia Silveira
Da Agência Imprensa Oficial

Reportagem publicada originalmente na página IV do Poder Executivo I e II do Diário Oficial do Estado de SP do dia 08/02/2012. (PDF)