Robots móveis para ambiente ambulatório Fundamentos de robótica e biónica.
Ana Oliveira, Ana Correia e Beatriz Teixeira Supervisão: J. Norberto Pires Universidade de Coimbra
robótica 124, 3.o Trimestre de 2021
robótica
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artigo científico
1.ª Parte
1. INTRODUÇÃO De uma forma simplista, um robot corresponde a uma máquina que tem a capacidade de realizar um conjunto de tarefas complexas de forma automática. Estas podem ser efetuadas de um modo autónomo ou semiautónomo. Neste âmbito, um elemento crucial corresponde ao uso de sensores, permitindo assim uma adaptação das suas ações ao respetivo ambiente. [1] Os robots móveis englobam todos aqueles que possuem a habilidade de se movimentarem no espaço (terrestre, aéreo ou líquido) e consequentemente interagirem com o ambiente, estando, portanto, sujeitos a toda a imprevisibilidade, incerteza e mudanças adjacentes ao mesmo. No fundo, um robot móvel não está restringido a uma determinada localização física. [1] A implementação de robots móveis na área da saúde acarreta várias vantagens. Há inúmeras tarefas que pela sua natureza monótona e por vezes repetitiva, faz com que as pessoas não tenham vontade nem as queiram realizar. Como exemplo, pode-se referir a distribuição de refeições, medicamentos, entre outros, por todo o hospital. Quando estas tarefas começam a ser executadas por robots móveis, é originada uma maior satisfação por parte dos profissionais de saúde. Assim, gera-se uma maior produtividade ao mesmo tempo que possibilita que estes dediquem mais tempo aos doentes, melhorando tanto o seu atendimento e diálogo, como os cuidados prestados. Deste modo, é também gerada uma maior satisfação por parte dos pacientes. Para além disso, inerente aos humanos há necessidades primárias e sensações como o cansaço, distração, sono, aborrecimento... que são acentuadas por turnos longos e tarefas extasiantes tanto fisicamente como mentalmente. Inevitavelmente, isto pode originar erros, mesmo que de forma inconsciente. Por outro lado, os robots não possuem estas sensações e não precisam de comer, descansar, dormir... (tirando o facto da sua bateria necessitar de carga), e, portanto, a sua eficiência não é afetada, ou seja, ainda que estejam a efetuar a mesma tarefa pela centésima vez, o seu comportamento continua a ser exemplar como se fosse a primeira vez. A mobilidade de robots colaborativos – aqueles que, assegurando as questões de segurança, são desenhados com a finalidade de realizar tarefas em colaboração com humanos no mesmo ambiente – assume um papel cada vez mais fulcral na área da saúde, nomeadamente no serviço ambulatório, permitindo melhorar a experiencia dos pacientes e dos profissionais de saúde, uma vez que estes perdem menos tempo com tarefas monótonas, podendo dedicar mais tempo aos pacientes, o que gera maior empatia. O desenvolvimento de robôs que auxiliem o regime ambulatório em ambiente hospitalar é também vantajoso pelo facto de possibilitar o atendimento médico para casos com baixa complexidade por forma
a que o foco dos profissionais de saúde seja em atividades que necessitem efetivamente de pensamento crítico, criatividade e tomada de decisão, almejando-se a redução das filas de espera nos hospitais. Assim, tornando-se de máxima importância conhecer as soluções atualmente existentes, os desafios e as investigações que decorrem nesta área, seguidamente será discutida e aprofundada a problemática aqui exposta.
2. ESTADO DA ARTE Os robots usados em ambiente ambulatório procuram dar resposta aos mais variados desafios, procurando novas perspetivas, bem como formas de trabalho e produção. O aparecimento de soluções que englobam sistemas que providenciam serviços inteligentes está intimamente relacionado com a evolução da indústria que se acentuou desde o século XIX, nomeadamente com as revoluções tecnológicas e industriais e o aparecimento da eletrónica. O campo dos robots móveis tem vindo a experienciar uma rápida evolução, existindo uma imensa variedade de veículos autónomos para resolver diversas tarefas. A evolução da visão computacional, e através da inteligência artificial, catapultou estes desenvolvimentos permitindo o uso de camaras como sensores principais nos robots móveis. Estes podem ser utilizados como fonte de informação e podem também ser combinados com outros sensores. Nos sistemas de visão, destacam-se os sensores omnidirecionais devido à importância das informações que providenciam, tendo uma ampla gama de aplicações. Os robots móveis utilizados em serviço ambulatório têm que, obrigatoriamente, ter mecanismos de segurança. Dois exemplos destes mecanismos são o da utilização de um sensor laser para que o robot reduza a sua velocidade ou pare a sua operação quando se aproxima de alguém e o da utilização de dispositivos com sensibilidade para a monitorização de força para que, em caso de colisão, o robot pare imediatamente a sua operação, estando, normalmente, preparados para dissipar forças quando tal acontece. Aqui serão analisados alguns dos principais trabalhos que têm vindo a ser desenvolvidos para a melhoria de algumas daquelas que se consideram ser as principais características da generalidade dos robots móveis com aplicações no serviço ambulatório na área da saúde, sendo de extrema importância a construção de modelos robustos que resolvem questões de localização e navegação. Começa-se por especificar o estado de arte da generalidade dos modelos AGV (Automated Guided Vehicle) e, de seguida, introduzem-se os mais recentes desenvolvimentos da robótica móvel: os modelos de AMR (Autonou-