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Campus:
CAMPUS TABULEIRO
Tipo da Ação:
Projeto
Título:
Construindo robôs inteligentes para combater à Covid-19 em ambientes indoors
Área Temática:
Tecnologia e Produção
Linha de Extensão:
Inovação Tecnológica
Data de Início:
20/10/2020
Previsão de Fim:
20/05/2021
Nº mínimo de pessoas beneficiadas:
1
Nº máximo de pessoas beneficiadas:
100000
Local de Atuação:
Urbano
Fomento:
Programa de Mentoria Acreditar
Programa Institucional
-
Modelo de Oferta da Atividade:
Online
Formas de Avaliação:
Testes Objetivos
Trabalho em grupo
Formas de Divulgação:
E-mail
Folder
Redes sociais
Site institucional
Atividades Realizadas:
Nome do Responsável:
Jarbas Nunes Vidal Filho
Equipe:
Nome Instituição Categoria Vínculo Receberá bolsa? Horas Semanais Dedicadas Início da Participação Fim da Participação
Cristiano Lima da Silva IFCE Integrante Docente IFCE Não 4 20/10/2020 20/05/2021
Jarbas Nunes Vidal Filho IFCE Coordenador Docente IFCE Não 4 20/10/2020 20/05/2021
José Anderson Lima Chaves IFCE Integrante Discente IFCE Sim 12 20/10/2020 20/05/2021
Joseilton Ricardo da Fonseca IFCE Integrante Discente IFCE Sim 12 20/10/2020 20/05/2021
Luan Carlos dos Santos Mazza IFCE Integrante Docente IFCE Não 3 20/10/2020 20/05/2021
Tulio Cristiano Soares de Oliveira IFCE Integrante Docente IFCE Não 3 20/10/2020 20/05/2021
Weber Lucas Guimarães Chaves IFCE Integrante Discente IFCE Sim 12 20/10/2020 20/05/2021
Parcerias:
Instituição Parceira Parceria Formalizada? Instrumento Utilizado Número do Instrumento
Orçamento:
Conta Valor
Bolsa - Auxílio Financeiro a Pesquisadores 0,00
Diárias - Pessoal Civil 0,00
Encargos Patronais 0,00
Equipamento e Material Permanente 0,00
Material de Consumo 0,00
Outros Serviços de Terceiros - Pessoa Física 0,00
Outros Serviços de Terceiros - Pessoa Jurídica 0,00
Passagens e Despesas com Locomoção 0,00
Bolsa - Auxílio Financeiro a Estudantes 7.200,00
Vínculos:
Ação Tipo
Apresentação
Devido à pandemia do novo coronavírus, existe uma enorme preocupação com a limpeza de ambientes indoor como, por exemplo, comércios, restaurantes, residências, escolas ou hospitais. O vírus que causa a Covid-19 é transmitido por gotículas que se espalham no ar e ficam depositadas em superfícies. As pessoas podem tocar em alguma superfície e ao passar as mãos nos olhos, nariz ou boca podem contrair o vírus. A mídia tem divulgado um grande número de profissionais sendo contaminados ao trocar de roupas em hospitais, bem como os governos têm orientado a população e comerciantes sobre a higienização de ambientes, evitando a contaminação das pessoas. O IFCE divulgou recentemente o plano de contingência para o retorno ao ensino presencial, que requer investimento em ações que evitem aglomerações e higienização. Por outro lado, foi detectado por meio de pesquisas aplicadas que a radiação ultravioleta pode destruir a proteção do material genético do vírus que causa a Covid-19. A luz ultravioleta pode ser adquirida com baixo custo ou pode ser feita de forma caseira utilizando lâmpadas convencionais de LED para baratear sua produção. Empresas e Startups do segmento de Inteligência Artificial e Robótica estão utilizando a luz ultravioleta para desinfecção de ambientes. Este projeto de extensão identifica a necessidade de desenvolver novos produtos ou tecnologias móveis de baixo custo para auxiliar na desinfecção de ambientes indoors como, por exemplo, pelo IFCE, empresários ou público externo à instituição. Os alunos dos cursos de mecatrônica, computação, eletromecânica ou biologia vão utilizar a cultura Maker para aplicar os conhecimentos teóricos na modelagem e construção, lógica computacional e eletrônica de equipamentos móveis. Partindo desse entendimento, o objetivo deste projeto é o desenvolvimento de robôs móveis de baixo custo para evitar aglomerações e auxiliar na desinfecção de ambientes escolares, hospitalares, residenciais, entre outros. Os robôs serão construídos para funcionar de forma autônoma ou controlados por humanos, e utilizará tecnologias embarcadas como, por exemplo, placas de prototipagem, sensores, motores e suporte para instalação de luz ultravioleta e álcool em gel. A ideia é que o robô possa interagir com o público para evitar aglomeração, fornecer álcool em gel e ativar luz ultravioleta para desinfecção de ambientes. O produto final servirá como validação de um Produto Mínimo Viável (MVP), e poderá fortalecer a criação de Startup atuante no segmento de combate ao Covid-19.
Justificativa
A produção de robôs para desinfecção de ambientes tem sido realizada com bastante frequência por empresas, startups e centros de pesquisa residentes no Brasil ou em outros países. Diversas instituições estão utilizando da inteligência computacional juntamente com sensores e atuadores para criarem soluções inovadoras que serão absorvidas pelo mercado. O robô inteligente para desinfecção de ambientes pode ser utilizado em diversos estabelecimentos de saúde, comércios, escolas, empresas, governos, entre outros. A produção desses equipamentos com baixo custo favorece à aquisição pelos diversos setores da sociedade, visto que atualmente as empresas estão vendendo Totens de higienização por um valor bem superior ao que será gasto por robôs autônomos. O uso de técnicas inteligentes da ciência da computação favorece a empatia e confiança por parte dos setores produtivos do país que necessitam de ações para higienização e redução de aglomerações. O IFCE é uma instituição técnica, tecnológica e multidisciplinar, que possui diversos projetos de atuação nas áreas de automação, sensores, linguagens de programação, inteligência artificial, entre outras. As instituições de ensino e saúde, os governos e comércios estão se preparando para a convivência com o novo coronavírus, seja implantando totens para higienização, limitando os espaços e número de pessoas em ambientes indoor ou exigindo o uso de máscaras. Percebe-se que o mercado procura soluções ágeis que resolvam o problema, porém na maioria das vezes estão distantes das instituições de ensino que conseguem produzir conhecimento suficiente para fornecer soluções inovadoras, eficiente e de baixo custo. Portanto, falta oportunizar as instituições de ensino para explorarem o uso de tecnologias inteligentes para automatizar as ações em combate ao coronavírus junto com o setor produtivo, governamental, entre outros. O IFCE possui capital humano suficiente para criar máquinas autônomas para desinfetar ambientes, equipamentos com sensores para que as pessoas higienizem as mãos sem tocar, dotar máquinas com inteligência para identificar locais que ocorrem maior aglomeração (i.e., hotspots – pontos quentes), levar álcool em gel ou interagindo com as pessoas para evitar aglomerações por meio de orientações. As equipes podem trabalhar de forma remota, pois a parte de codificação de software, a estrutura dos robôs e programação dos sensores podem ser feitas à distância, respeitando o isolamento social atual da instituição. Por meio de reuniões utilizando Google Meet é possível realizar todas as orientações, testes e validações para integração das atividades particulares do projeto. Nesse contexto, os discentes e docentes do IFCE podem produzir tecnologias inovadoras de baixo custo para combater a Covid-19. Baseado na cultura Maker, que direciona o aluno utilizar os conceitos teóricos para colocar a mão na massa e aprender, percebe-se que as áreas de mecatrônica, eletrônica, computação e biologia podem agir em conjunto para produzir um elemento inovador para combater à Covid-19 e capaz de ser utilizado por diferentes setores, como: mercado de trabalho, instituições governamentais, polos de saúde e educação. Além disso, pode ser um elemento que irá descontrair as pessoas e fornecer capacidade de monetização no futuro. Os alunos vão adquirir expertise em áreas correlatas e conhecer com maiores detalhes o vírus, adquirindo capacidade para propor novas metodologias e soluções que possam atuar no combate ou descobrindo novas oportunidades para destruir a cápsula do vírus. A proposta pode ser escalável por meio do uso de inteligência artificial, pois traz diversos benefícios, por exemplo, capacidade de interagir com pacientes em hospitais para levar medicamento ou captar algum desejo do paciente. Pode evitar maior contágio por profissionais da saúde, pois agirá como elemento de higienização autônomo. O produto gerado poderá evitar aglomerações em hospitais, por exemplo, em corredores, apartamentos de internação e salas de espera. A solução final irá controlar de forma inteligente os espaços utilizados pelos pacientes, acompanhantes e profissionais de saúde. Vale destacar que, o mesmo pode ser feito em ambientes escolares, comércios locais e órgãos governamentais que estão se organizando para retomar atividades presenciais. Acredita-se que, o desenvolvimento deste projeto irá oportunizar outros discentes e docentes a praticarem cultura Maker e contribuir para aproximação entre o IFCE e a comunidade externa, facilitando apoios para expansão das ideias pós-pandemia em novos ambientes externos.
Público Alvo
O projeto proposto tem como público principal os comerciantes, escolas, universidades, hospitais e famílias localizadas na região do Vale do Jaguaribe no Ceará. De acordo com os dados do IPECE (2017), o vale é composto por 15 municípios (Alto Santo, Ererê, Iracema, Jaguaretama, Jaguaribara, Jaguaribe, Limoeiro do Norte, Morada Nova, Palhano, Pereiro, Potiretama, Quixeré, Russas, São João do Jaguaribe e Tabuleiro do Norte) em uma área de 15.006,77 km2, e uma estimativa populacional de 390 mil habitantes. Considerando os grupos de idade, a região apresenta: entre 0 a 14 anos 24,64%, entre 15 e 60 anos 66,78% e acima de 60 anos 8,58%, (IBGE, 2020). O grupo entre 15 e 60 são considerados grupos de maior propagação do contágio por estarem em ambientes de trabalho e acima de 60 anos são considerados grupos de riscos. De acordo com o Ipece (2017), o PIB do Vale do Jaguaribe é aproximadamente 4,5 bilhões, e as atividades da indústria, comércio e serviços movimentam 89,18% dos empregos formais. Analisando esse contexto econômico, pode-se constatar que essas atividades já foram liberadas pelo Governo do Ceará, consequentemente, gera um maior fluxo de pessoas e riscos de contágio. Na área de saúde, o Vale do Jaguaribe possui 2.924 mil profissionais de saúde ligados ao SUS. Praticamente todas as cidades possuem hospitais de pequeno porte, com exceção de Limoeiro do Norte, que possui Hospital Geral da Unimed, Hospital Regional do Vale e Hospital São Raimundo com Leitos de UTI. Além disso, vai receber o Hospital do Estado para Urgência e Emergência que atenderá toda região. De acordo com o QEdu (2020), os municípios do Vale do Jaguaribe possuem 836 escolas distribuídas geograficamente. A rede federal encontra-se presente em 5 cidades do Vale do Jaguaribe por meio dos campi do IFCE e da UFC, contabilizando mais de 3.239 mil alunos matriculados. As escolas profissionalizantes do estado funcionam ativamente em 3 cidades, além de outras estarem em processo de construção como, por exemplo, Limoeiro do Norte. Apesar do setor educacional ainda não ter sido liberado, ainda é uma preocupação para os governos federais, estaduais e municipais, pois necessitam de bastante adequação para retomada das atividades. Dessa forma, estão buscando ações de baixo custo em conjunto com a academia para combater e conviver com o novo coronavírus. Partindo desse levantamento, a região do Vale do Jaguaribe é considerada um polo de saúde com diversos equipamentos disponíveis para população. Além disso, conta com serviços empresariais e comércios bem significantes para a região e várias instituições de ensino público e privada com matrículas ativas. Percebe-se também um grande número de pessoas vulneráveis à propagação do vírus, bem como vários alunos que futuramente estarão expostos na retomada do ensino presencial. Nesse contexto, torna-se necessário o desenvolvimento de soluções que auxiliem no controle de aglomerações e na desinfecção de ambientes indoors à medida que o governo do estado for retomando todas as atividades na sua totalidade. O IFCE por meio dos seus discentes e docentes podem contribuir com soluções inovadoras e de baixo custo, trabalhando o tripé da pesquisa, ensino e principalmente a extensão associada ao público externo.
Objetivo Geral
Este projeto permitirá a criação de um produto capaz de atender diversos serviços de uma cidade como, por exemplo, escolares, saúde, comércios, governos e outras instituições que necessitam evitar aglomerações e manter o ambiente higienizado. O desenvolvimento de uma solução da indústria 4.0 possibilitará a criação e monetização de Startup composta por discentes e docentes. Portanto, o objetivo geral deste projeto é desenvolver robôs de baixo custo no combate à Covid-19, estes serão desenvolvidos utilizando os conceitos e tecnologias da área de Internet das Coisas para atuarem na desinfecção de ambientes hospitalares, comerciais e residenciais. Além disso, irá interagir com as pessoas para evitar aglomerações, preservando a vida e minimizando a disseminação de contágios.
Objetivo Específico
De forma específica, pretende-se: 1) Realizar a aquisição dos equipamentos necessários para desenvolvimento; 2) Projetar a estrutura dos robôs utilizando MDF e impressão 3D com PLA; 3) Customizar lâmpadas de LED convencional para ultravioleta; 4) Investigar e definir a arquitetura mecânica do robô; 5) Definir o circuito lógico e eletrônico dos sensores, atuadores, placas, entre outras; 6) Implementar por meio de linguagem de programação de Arduino o software para funcionamento do sensoriamento e acionamentos; 7) Automatizar a disponibilização de álcool em gel com uso de robores e motores; 8) Implementar técnicas para identificar heat map (pontos quentes) em ambientes monitorados; 9) Implementar técnicas de geolocalização em ambientes e interação com público; 10) Implementar um aplicativo para controle e acionamento do robô; 11) Realizar testes de validações em ambientes reais
Metodologia
A metodologia deste projeto a ser seguida é a Design Thinking, onde a mesma trata sobre a flexibilidade cognitiva, a habilidade para adaptar os processos aos desafios. Essa abordagem é focada no ser humano que vê a multidisciplinaridade, colaboração e tangibilização de pensamentos e processos, caminhos que levam a soluções inovadoras para negócios (VIANNA et al, 2012). As seguintes fases serão seguidas para que os objetivos do trabalho sejam alcançados: • Empatia: Realização de pesquisas desk e pesquisa exploratória para familiarização com o problema. Além disso buscar as características do problema com as pessoas e setores envolvidos no problema. • Definição do problema: Realização de reflexões embasadas nos dados reais obtidos das pesquisas desk e pesquisa exploratória. A partir disso, definir e delimitar o problema a ser resolvido. Explorar apenas as necessidades centrais para desenvolvimento do Mínimo Produto Viável (MVP) com as funcionalidades essenciais. • Idear: Realização de brainstorms sobre os problemas a serem resolvidos buscando gerar os melhores insights da aplicação proposta. Os brainstorms serão realizados com as equipes do projeto nos momentos iniciais do projeto ou quando novas necessidades precisarem ser inseridas. • Prototipar: implementação e validação das soluções propostas para elaboração das aplicações. Focando em estratégias de higienização e isolamento social. • Testar: Testes serão aplicados buscando verificar a eficácia das funcionalidades implementadas em ambientes reais de execução.
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