da Universidade Federal do Paraná
Robôs bons de bola
Edição Nicholle Murmel
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Desde o começo deste mês, o Brasil respira Copa do Mundo. No Paraná, não é diferente. Mas há quem pense em outro tipo de futebol por aqui. Em Curitiba, profissionais da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR) trabalham em um projeto ainda desconhecido pelos amantes da bola: o Futebol de Robôs.
É simples: em partidas com dois tempos de dinco minutos, robôs jogam futebol no lugar dos atletas humanos. A número de atletas-robô varia conforme a categoria, desde o “um contra um” até jogos em que as equipes contam com 11 jogadores, como o futebol clássico.
Países desenvolvidos tecnologicamente, como o Japão, levam vantagem no futebol entre máquinas. Porém, o Brasil já possui times também em São Paulo e no Distrito Federal e já participa de torneios.
Máquinas em campo
Na região Sul, a UTFPR possui o único projeto nessa área. Elaborado em conjunto entre os departamentos de Informática (DAINF) e Eletrônica (DAELN), o futebol de robôs da instituição é coordenado pelo professor João Alberto Fabro, do DAINF, em parceria com os professores Celso Kaestner, Leyza Dorini e Myrian R. Delgado (DAINF) e Jean Simão e Hugo Vieira Neto (DAELN), auxiliados pelos estudantes do curso de Engenharia Computacional e de Engenharia Eletrônica.
Os robôs de que a universidade dispõe não são produzidos lá, mas adquiridos de uma empresa do interior de São Paulo. O que é elaborado pela universidade são os softwares usados. A pesquisa local envolve duas partes centrais: a eletrônica, que permite operar o robô, e o foco do projeto, a programação, o “fazer o robô jogar”, de acordo com o coordenador João Fabro.
As máquinas da instituição pertencem à categoria F-180, de robôs cilíndricos com 18 centímetros de diâmetro. Há uma câmera em cima do campo de 17,5 m². Essa câmera é responsável por captar a imagem do campo e repassá-la ao computador dos times. No computador são executados dois algoritmos: o de visão computacional, para identificar as posições dos robôs, e o de inteligência artificial, para definir os comandos a serem executados pelos jogadores e então transmiti-los via rádio FM. “Estes algoritmos descobrem onde estão os robôs, definem o que eles devem fazer e lhes dão o comando do movimento a ser feito”.
Não há interferência humana na movimentação das máquinas em campo, o que só é permitido em casos de reposição de bola. Quando ocorre uma falta, por exemplo, os controladores podem arrumar a posição de seus robôs e montar a barreira. “Apesar de parecer algo simples. Montar uma jogada entre robôs não é nada fácil. Existem desafios grandes” ressalta o coordenador. Um deles é em termos de visão computacional: fazer com que as máquinas leiam uma imagem corretamente, interpretem as posições da bola e dos adversários e, assim, definam uma jogada a fazer. “Há dificuldades nisso, por ser uma visão de cima, chapada”, explica o coordenador do projeto, ao lembrar que a imagem transmitida é captada apenas pela câmera instalada sobre o campo.
Outra dificuldade é o controle. Devido a limitações como o atrito com o campo, o “escorregar” das rodas e a colisão com outros jogadores, um robô não executa uma tarefa sempre da mesma forma. Outro aspecto delicado é fazer as máquinas agirem como um time, já que cada aparelho tem apenas dois dispositivos de controle de bola: o driblador e o chutador. O driblador é um rolo com uma borracha em volta, que procura fazer um atrito na bola para evitar que o jogador a perca. O mecanismo chutador é um dispositivo baseado em uma mola que, quando acionado, dá um golpe na bola, que atinge velocidade de até 100 centímetros pro segundo.
Na modalidade robótica, as regras da FIFA foram ajustadas às possibilidades dos “atletas”. Por exemplo, no jogo dos robôs a falta ocorre quando duas máquinas colidem sem estarem em uma disputa pela bola. Bem diferente de uma partida tradicional, onde nem todo o contato entre jogadores é faltoso. O pênalti também foi adaptado. No esporte robótico, ele ocorre toda vez que um atleta-máquina do time defensor invade a área defensiva. Caso o robô-atacante invada a área, ocorre uma falta em favor da defesa.
As estratégias do futebol robótico são todas baseadas na inteligência artificial desenvolvida pelas equipes da instituição. Para Fabro, a qualidade do programa representa vantagem mesmo que o adversário seja mecânica e eletronicamente superior. “Se você tiver um software mais avançado isso fará diferença a seu favor”, afirma.
Otimismo apesar da falta de apoio
Apesar de ter exposto o projeto do futebol de robôs nas últimas ExpoUT’s, feiras onde os cursos ofertados pela universidade e seus trabalhos mais notórios são expostos, a UTFPR não representou o país em nenhum campeonato robótico. Porém, o coordenador do projeto promete mudar isso. “Há o planejamento de, neste ano, a universidade quer ter uma equipe no campeonato nacional em São Bernardo do Campo, em outubro”.
Embora haja otimismo quanto à presença no campeonato brasileiro, a universidade enfrenta um problema comum às entidades públicas de ensino no Brasil: a falta de incentivo e verba. “A UTFPR depende muito da aprovação de projetos, como a compra de robôs novos”, atesta Fabro. A preparação do software dos atletas-máquinas depende do apoio de instituições de fomento à pesquisa. Os alunos participantes do futebol de robôs recebem bolsas da Fundação Araucária, por exemplo. “Há o apoio de empresas e da própria instituição, que recebe verba do Ministério da Educação e repassa parte desse valor para o projeto. Mas os recursos são escassos, bem menos do que é preciso”, ressalta o professor.
Comparado a projetos internacionais, o que é feito no projeto paranaense ainda é primitivo. Porém os avanços existem, e a entidade vê a chance real de representar o Paraná na competição nacional de robótica. E isso pode contribuir para um ideal bastante ousado: montar até 2050 um time com 11 robôs humanóides que joguem futebol dentro das normas da FIFA, além de realizar um amistoso com o campeão da Copa do Mundo de 2050. “É difícil, mas, levando-se em conta os avanços da robótica desde 1997 até agora, não é impossível essa meta ser alcançada”, acredita João Fabro.
