INCT 2014: Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia para Sistemas Autônomos Cooperativos Aplicados em Segurança e Meio Ambiente

• Processo: 14/50851-0
• Linha de fomento: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Vigência: 01 de julho de 2017 - 30 de junho de 2023
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Elétrica
• Convênio/Acordo: CNPq - INCTs
• Pesquisador responsável: Marco Henrique Terra
• Beneficiário: Marco Henrique Terra
• Instituição-sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos, SP, Brasil
• Pesquisadores principais: Carlos Dias Maciel ; Denis Fernando Wolf ; Ely Carneiro de Paiva ; Luís Fernando Costa Alberto ; Oswaldo Luiz do Valle Costa ; Roseli Aparecida Francelin Romero ; Vilma Alves de Oliveira
• Auxílios(s) vinculado(s): 18/03915-3 - Diagnóstico de segurança cibernética, recuperação de controle resiliente e controle cooperativo de uma rede de sistemas autônomos, AV.EXT; 18/02970-0 - 2018 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA 2018), AR.EXT
• Bolsa(s) vinculada(s): 17/22603-0 - Rastreamento visual e servovisão ótimos, unificados e robustos: novas técnicas e aplicações a sistemas autônomos, BE.PQ; 17/23255-5 - Mapeamento utilizando sensor a laser de linha e pacote ROS para corpos móveis, BP.IC; 17/22397-0 - Análise de bifurcações induzidas por limite e incertezas de parâmetros no contexto de estabilidade de tensão, BP.IC; + mais bolsas vinculadas 17/21941-9 - Análise de resiliência de sistemas reconfiguráveis, BP.IC; 17/17444-0 - Monitoramento de plantações usando robôs heterogêneos, BP.DD; 17/16346-4 - Controle tolerante a falhas de rede de comunicação para o movimento coordenado de robôs heterogêneos, BP.DD - menos bolsas vinculadas
• Assunto(s): Redes de computadores Sistemas autônomos Meio ambiente Segurança nacional Sistemas dinâmicos Veículo autônomo Institutos de pesquisa

Resumo

Este projeto tem por objetivo a criação de um Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia para tratar de Sistemas Autônomos Cooperativos (INCT-SAC). Motivado pelo grande espaço territorial do Brasil, grande diversidade geográfica, e aspectos econômicos e sociais, pretende-se neste INCT resolver problemas relacionados com segurança e meio ambiente. Este projeto tratará de alguns desafios propondo o desenvolvimento de sistemas robóticos em redes para manutenção submarinas, automóveis e transporte de carga, plantações, inspeções e atuações remotas, e monitoramento. Extração de petróleo no pré-sal, localizado a 250 km costa e a mais de 2 km de profundidade no oceano, tem demandado soluções específicas em termos de logística, manutenção em águas profundas, operações remotas de plataformas, e segurança nacional. Mobilidade urbana, por outro lado, tem sido influenciada por um expressivo crescimento no número de automóveis nos últimos anos. A frota de automóveis do Brasil é atualmente a quarta maior do mundo. Montadoras de automóveis e pesquisadores em robótica têm pesquisado soluções para transformar veículos convencionais em semiautônomos, ou totalmente autônomos. Com relação à Floresta Amazônica e Agricultura, o Brasil tem buscado dois importantes objetivos complementares em termos de preservação ambiental e aumento da produtividade das plantações. Avanços em comunicação, computação e tecnologias de sistemas de controle embarcados têm permitido a aplicação de sistemas em rede para monitoramento ambiental em larga escala. A combinação de múltiplos agentes móveis, por sua vez, tem permitido a execução de tarefas relacionadas com exploração de ambientes. Os recentes avanços em teoria de sistemas e tecnologia da informação também têm permitido o projeto e implementação de sistemas em redes distribuídas para fins de observação, mobilidade e manipulação. São fundamentais para os problemas que este INCT pretende resolver. Especificamente esta proposta considerará navegação autônoma de veículos aéreos em baixas altitudes para tratar, por exemplo, do monitoramento de linhas de transmissão de potência e inspeção de dutos de gás. Este tipo de solução tem o objetivo de aliviar as tarefas dos pilotos quando houver voos em condições adversas. Pretende-se criar estratégias de planejamento de movimentos para aterrissagem de helicópteros voltados para transporte de carga em plataformas móveis. Sistemas robóticos baseados em baseados em veículos mais leves que o ar para monitoramento ambiental, supervisão e comunicação aplicados na região amazônica serão desenvolvidos. Eles fornecerão barreiras de sensoriamento virtual contra derrubadas ilegais da Floresta Amazônica, serviços de telecomunicação para áreas remotas e com pequenas populações, soluções tecnológicas para comunidades costeiras e assentamentos remotos. Modelagem e projeto de veículos pesados autônomos com um sistema de medida de carga em tempo real serão implementados. Sistemas avançados de assistência ao motorista será desenvolvido para tratar de segurança, congestionamento e cooperação no tráfico, e com sobrecarga no transporte rodoviário. Coordenação de robôs móveis e aéreos em ambientes externos relacionados com helicópteros e caminhões, baseados em sistemas de controle tolerantes a falhas. Será considerado um sistema de coordenação de robôs heterogêneos aplicados no monitoramento de plantações de laranja. Este projeto objetiva estimar a quantidade de frutas, detectar doenças, a taxa de desenvolvimento e o grau de maturidade das plantas. Modelagem e projeto de veículos subaquáticos distribuídos para inspeção e serviço de instalações industriais relacionadas com plataformas de petróleo e gás. Desenvolvimento básico relacionado com a teoria de sistemas de controle tolerantes a falhas também será tratado neste INCT. Está relacionado com a obtenção de técnicas de controle para sistemas sujeitos a variações estocásticas nas suas dinâmicas, com novas técnicas de identificação de sistemas baseadas em medidas de sistemas dinâmicos e com o controle de enxames de pequenos robôs baseados em sistemas bio-inspirados. Este INCT é uma iniciativa conjunta de um grupo de universidades, indústrias e centros de pesquisas do Brasil e do exterior. (AU)

Publicações científicas

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(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

TODOROV, MARCOS G.; FRAGOSO, MARCELO D.; DO VALLE COSTA, OSWALDO LUIZ. Detector-based H-infinity results for discrete-time Markov jump linear systems with partial observations. AUTOMATICA, v. 91, p. 159-172, MAY 2018. Citações Web of Science: 0.

DE OLIVEIRA, A. M.; COSTA, O. L. V. Mixed H-2/H-infinity control of hidden Markov jump systems. INTERNATIONAL JOURNAL OF ROBUST AND NONLINEAR CONTROL, v. 28, n. 4, p. 1261-1280, MAR 10 2018. Citações Web of Science: 0.

DO VALLE COSTA, OSWALDO LUIZ; FIGUEIREDO, DANILO ZUCOLLI. Filtering S-coupled algebraic Riccati equations for discrete-time Markov jump systems. AUTOMATICA, v. 83, p. 47-57, SEP 2017. Citações Web of Science: 2.

FIGUEIREDO, DANILO ZUCOLLI; DO VALLE COSTA, OSWALDO LUIZ. H-2-control and the separation principle for discrete-time jump systems with the Markov chain in a general state space. INTERNATIONAL JOURNAL OF SYSTEMS SCIENCE, v. 48, n. 13, p. 2728-2741, 2017. Citações Web of Science: 0.