Defesa de mestrado do discente Rafael Ferreira, dia 04/12/2020, as 14:00

Defesa de mestrado do discente Rafael Ferreira, dia 04/12/2020, as 14:00

Título: Gêmeo digital e realidade estendida: uma abordagem para interação homem-máquina como suporte à decisão em contexto industrial
Data: 04/12/2020
Hora: 14:00
Link de transmissão: https://meet.google.com/wtp-kaht-pcf
Composição da Banca: Prof. Dr. Alexandre Cardoso; Prof. Dr. Gustavo Pessin; Prof. Dr. Saul Delabrida
Resumo:

Um dos principais desafios da Indústria 4.0 é aumentar a capacidade humana dentro do chão de fábrica. Aliando a força, repetitividade, e precisão das máquinas à capacidade de discernimento humana, homem e máquina podem atuar em conjunto em um estado de simbiose. Neste contexto, surge o conceito de Gêmeo Digital (do inglês Digital Twin - DT) que corresponde a uma representação virtual de alta fidelidade de um objeto físico. Essa representação é capaz de retratar as características, comportamentos e estado do objeto físico de forma síncrona. Além disso, por meio de monitoramento constante, o DT pode fornecer uma análise inteligente sobre o seu funcionamento, possibilitando predições. Com isso, o DT permite que o operador tenha acesso a informações relevantes do equipamento no ambiente virtual. O DT também permite gerenciar o funcionamento do equipamento de forma assistida e segura, aprimorando a Interação Homem-Máquina (IHM) e, consequentemente, a tomada de decisão. Para garantir a efetiva interação proporcionada pelos DTs, tecnologias de Realidade Estendida (RE) como Realidade Virtual (RV) e Realidade Mista (RM) estão cada vez mais sendo associadas a esse tipo de sistema. Essas tecnologias atreladas a dispositivos vestíveis proporcionam interfaces interativas e imersivas de tal forma que possam ser adaptadas a cenários industriais.

A maior parte das pesquisas em DTs podem ser divididas em três grupos: o sensoriamento de máquinas, tratamento inteligente da informação e interação do usuário. Contudo, a maior parte dos estudos disponíveis na literatura estão focados na coleta de dados e processamento inteligente dessa informação, faltando trabalhos que priorizem a interação humana com os DTs. A falta desses estudos dificulta a orientação de novos trabalhos que busquem desenvolver DTs mais eficientes, considerando a interação humana. Sendo assim, este trabalho busca responder a seguinte questão de pesquisa: ''Como um DT pode ser implementado para aprimorar a IHM por meio de tecnologias de RE no ambiente industrial?".

Para abordar este tema, primeiramente, foi conduzida uma Revisão Sistemática (RS) da literatura com o objetivo de analisar os estudos em DTs que consideraram a interação com o usuário. Por seguinte, uma arquitetura foi proposta e formalizada em uma rede de Petri (PN) para discriminar o fluxo da informação em um DT com interação humana. Posteriormente, uma prova de conceito de DT foi desenvolvida utilizando a arquitetura proposta. O DT foi desenvolvido em laboratório, mas foi baseado no estudo de caso de inspeção de transportadores de correia (TC). Sendo assim, o DT desenvolvido é composto de um protótipo de TC, uma entidade inteligente e a interface de interação com o usuário. O protótipo de TC possui sensores e atuadores capazes de fornecer informação sobre o protótipo e atuar sobre ele. A entidade inteligente liga o protótipo de TC à interface, além de processar toda informação repassada e fornecer informações relevantes. Já a interface foi desenvolvida utilizando tecnologias de RM e RV como interface de interação com o usuário. Após sua implementação, o DT foi submetido a testes de desempenho a fim de verificar o seu comportamento frente a adição de novos dispositivos à arquitetura.

Como resultados deste trabalho, obteve-se que o DT desenvolvido é favorável à interação humana, uma vez que, o tráfego de informação respeita os limites ideais para uma atividade de teleoperação. Além disso, a arquitetura comporta tecnologias de RE, possibilitando a sua utilização em campo (RM) ou à distância do objeto físico (RV).