Questões BNCC EM13CO16

Durante a preparação de um plano de resposta a deslizamentos, estudantes programam, em um simulador, um robô móvel para levar um sinalizador a um abrigo. O robô possui sensores voltados para a frente e para a esquerda. O roteiro virtual determina que, quando houver um objeto a até 0,30 m à frente, o robô deve evitar a colisão utilizando a passagem à esquerda, se ela estiver livre. No primeiro trecho, o sensor frontal registrou 1,20 m, e o robô avançou. No segundo trecho, registrou 0,28 m à frente e ausência de barreira à esquerda, mas o programa manteve o avanço, provocando uma colisão. Os registros serão usados para corrigir o controle antes da montagem do protótipo físico.

Considerando os registros do simulador e a regra prevista no roteiro, qual instrução deve substituir a instrução que causou a colisão, de modo que o robô evite o obstáculo e preserve o deslocamento até o abrigo?

— Se ele tocar nas paredes do túnel, não vamos enviá-lo ao local real — afirmou a técnica da Defesa Civil ao grupo que programava um robô de inspeção. Antes de usar o equipamento após um deslizamento, os estudantes reproduziram, em simulador, um trecho reto e estreito. No primeiro teste, as duas rodas receberam comando para avançar com a mesma velocidade durante quatro segundos, e o robô seguiu sem se aproximar das paredes. No segundo, a roda esquerda avançou mais rápido que a direita, fazendo o robô desviar para um lado. No terceiro, uma roda avançou e a outra recuou com velocidades iguais, e o robô girou sem progredir pelo túnel. Agora, o grupo precisa programar o deslocamento em um segmento reto mais longo.

Analise os resultados do simulador e identifique o comando adequado para fazer o robô avançar em linha reta pelo túnel.

Técnicos voluntários ajustam, em um simulador, um robô que leva caixas entre corredores de um centro de distribuição fictício. Duas células de luz, L e R, ficam lado a lado na parte frontal: L está à esquerda e R à direita. O robô deve permanecer sobre uma faixa escura e parar somente sobre marcadores azuis, para confirmar uma entrega. Na calibração, a faixa forneceu valores de 20 a 32; o piso claro, de 58 a 70; e cada marcador azul, de 40 a 48 nos dois sensores ao mesmo tempo. Ao se afastar da faixa, apenas o sensor do lado em que a faixa permanece abaixo do robô continua indicando valor escuro. O programa precisa corrigir o rumo sem confundir esse afastamento com uma parada de entrega.

Analise os dados de calibração e determine a regra de controle que permite ao robô seguir a faixa e registrar entregas apenas nos marcadores.

Em um ponto de apoio a ciclistas, estudantes construíram um carrinho robótico para transportar ferramentas entre dois quiosques. No simulador, o trajeto era programado apenas com base no tempo: o carrinho deveria avançar por 3 segundos, virar à direita por 1 segundo e seguir por mais 5 segundos. No protótipo físico, entretanto, a trajetória variava quando a bateria estava parcialmente descarregada ou quando o carrinho passava por um piso irregular.

Para diminuir esses desvios, os estudantes instalaram sensores que contavam as rotações das rodas. Durante o movimento, o sistema comparava a quantidade de rotações observada com a quantidade planejada e ajustava várias vezes por segundo a potência de cada motor. Assim, se uma roda girava menos que o esperado, sua potência era aumentada; se girava mais, sua potência era reduzida. A curva terminava quando a contagem de rotações alcançava o valor planejado.

Com base no texto, qual princípio de controle explica o uso da leitura dos sensores para comparar o movimento realizado com o movimento planejado e ajustar a potência dos motores?

— No simulador, ele segue a faixa sem errar — disse a monitora da cooperativa de reciclagem, observando o carrinho robótico feito com placa controladora, dois motores e um sensor de cor apontado para o chão.
No computador, a equipe havia programado: “se leitura < 50, virar para a esquerda; caso contrário, virar para a direita”, para manter o robô sobre a fita preta colada no piso.
Ao testar no galpão, porém, o robô “oscila” e sai da fita quando passa perto do portão aberto. Para investigar, os alunos mediram leituras do sensor no local: na fita preta, os valores variaram de 47 a 54; no piso de cimento, de 52 a 61. A equipe quer ajustar o projeto para que o protótipo físico se comporte de modo mais estável, como no simulador.

Com base nas medições do texto, identifique a ação no desenvolvimento do robô que tende a aproximar o comportamento do protótipo físico ao observado no simulador.

— No simulador, o robô para exatamente na fita azul — disse Júlia, olhando a tela do celular preso ao suporte do carrinho.
Na pista montada no corredor do centro comunitário, o mesmo código deveria levar o carrinho a 2,0 m e parar antes de uma rampa. Nos testes reais, ele parou sempre cerca de 16 cm antes do ponto. Para investigar, o grupo conferiu o kit: a embalagem informava rodas de 70 mm, mas a medição com régua indicou aproximadamente 64 mm. No simulador, o modelo do robô ainda estava configurado com 70 mm. Faltavam duas horas para a demonstração, e eles queriam evitar “mexer no código” sem entender a causa da diferença entre o virtual e o físico.

Com base no texto-base, avalie a ação mais adequada para reduzir a diferença entre o comportamento no simulador e no robô físico antes de propor mudanças no código.

— “Antes de montar o braço robótico, vamos primeiro testar os movimentos no simulador. Assim podemos ajustar ângulos, velocidade e torque sem gastar peças ou montar protótipos defeituosos.” — “Verdade. No simulador, corrigimos erros mais rápido e gastamos apenas tempo de computador; depois construímos o braço real.”

Analise o texto-base e identifique o principal benefício de utilizar um simulador antes da construção física no desenvolvimento do projeto robótico?

Colunas antigas e passagens estreitas compõem a réplica de uma caverna arqueológica montada no laboratório de robótica. Um grupo de estudantes estruturou o projeto em seis etapas: 1) definir objetivos de mapeamento; 2) escolher sensores e atuadores; 3) modelar o ambiente virtual; 4) montar o chassi físico; 5) executar simulações de navegação para ajustar parâmetros; 6) testar o protótipo real na réplica. Após cada teste — virtual ou real — os alunos registram falhas e atualizam o desenho do robô e o código de controle, seguindo um ciclo iterativo de refinamento.

Com base no texto-base, identifique qual ação dos estudantes exemplifica a integração entre artefatos físicos e simuladores no desenvolvimento do projeto de robótica?