Desafio de Programação de Robôs Kibo da NASA Quebra Novas Barreiras na Robótica

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Imagem: Space Daily

Ilustrativo.

 

No dia de ontem (13/11), o portal Space Daily informou que em 20 de setembro de 2024, quatro estudantes vivenciaram a maravilha da exploração espacial no Johnson Space Center da NASA, em Houston, participando de uma competição internacional que trouxe seu trabalho à vida a bordo da Estação Espacial Internacional.

 

Observem entusiastas do espaço como se constrói um programa espacial de verdade: com constante superação de desafios, inovação e a criação de um ambiente que favoreça o surgimento de novas ideias, sempre voltadas para o desenvolvimento contínuo do setor. Este é um dos principais papéis da NASA. Em contraste, a realidade de sua contraparte brasileira é bem diferente., Ou seja, quando não se torna um empecilho para aqueles que buscam realmente fazer a diferença, frequentemente usa a mídia ideológica e ignorante para espalhar falácias e desinformações para a Sociedade Brasileira, prejudicando sensivelmente o avanço científico e tecnológico do Brasil neste setor, fora o fato de atuar como agência de turismo para seus gestores incompetentes e para seus apadrinhados.

 

De acordo com a nota do portal, agora em seu quinto ano, o Kibo Robot Programming Challenge (Kibo-RPC) continua a expandir os limites da robótica, reunindo as mentes mais brilhantes do mundo em um teste prático de programação, resolução de problemas e inovação.

 

As apostas atingiram novas alturas na competição deste ano, com 661 equipes, totalizando 2.788 estudantes de 35 países e regiões, competindo para programar robôs a bordo do laboratório orbital. Organizado pela Agência de Exploração Aeroespacial do Japão (JAXA) em colaboração com o Escritório das Nações Unidas para Assuntos do Espaço Exterior, o desafio proporcionou uma plataforma única para os estudantes testarem suas habilidades em um palco global.

 

Conheça a Equipe Salcedo

 

Representando os EUA, a Equipe Salcedo é composta por quatro estudantes talentosos: Aaron Kantsevoy, Gabriel Ashkenazi, Justin Bonner e Lucas Paschke. Cada membro trouxe um conjunto de habilidades e perspectivas únicas, contribuindo para a abordagem equilibrada da equipe no desafio.

 

A equipe foi nomeada em homenagem ao Dr. Álvaro Salcedo, professor de robótica e treinador de robótica competitiva, que teve um impacto significativo em Kantsevoy e Bonner durante o ensino médio. O Dr. Salcedo desempenhou um papel crucial na formação dos interesses e aspirações deles nas áreas de ciência, tecnologia, engenharia e matemática (STEM), inspirando-os a seguir carreiras nesses campos.

 

Kantsevoy, estudante de Ciência da Computação no Georgia Institute of Technology, ou Georgia Tech, liderou a equipe com três anos de experiência no Kibo-RPC e um profundo interesse por robótica e agricultura espacial. Bonner, estudante de segundo ano na Universidade de Miami, está cursando três áreas: Ciência da Computação, Inteligência Artificial e Matemática. Conhecido por sua habilidade em resolver problemas rapidamente, ele desempenhou um papel fundamental como estrategista e especialista em visão computacional. Paschke, um participante de primeira viagem e estudante de Ciência da Computação no Georgia Tech, focou em sistemas de inteligência e arquitetura, trazendo novas perspectivas para a equipe. Ashkenazi, também estudando Ciência da Computação no Georgia Tech, se especializou em visão computacional e DevOps, adicionando profundidade às capacidades técnicas da equipe.

 

AstroBee Decola

 

A competição de 2024 desafiou os estudantes a programar o AstroBee, um robô livre a bordo da estação, para navegar por um curso complexo enquanto capturava imagens espalhadas pela estação orbital. Para a Equipe Salcedo, o desafio atingiu seu ápice quando seu código foi testado ao vivo na estação espacial.

 

O robô executou seus comandos em tempo real, manobrando pelo curso designado para demonstrar precisão, velocidade e adaptabilidade no ambiente de microgravidade. Assistir ao AstroBee em ação a bordo da estação espacial ofereceu uma rara visão do impacto direto das habilidades de programação da equipe e acrescentou uma camada de empolgação que os motivou a aprimorar sua abordagem.

 

Superando Desafios em Tempo Real

 

Navegar o AstroBee pela estação orbital apresentou uma série de desafios únicos. A equipe teve que garantir que o robô fosse capaz de identificar e capturar imagens espalhadas pela estação com precisão, minimizando o tempo gasto entre os locais.

 

Usando quaternions para uma rotação suave no espaço 3D, ajustaram os movimentos do AstroBee para modificar os ângulos da câmera e capturar imagens de posições difíceis, sem sucumbir às limitações do bloqueio de giroscópio. A execução simultânea de múltiplas tarefas (multithreading) permitiu que o robô processasse as imagens e se movesse para o próximo alvo, otimizando o uso do tempo no ambiente acelerado.

 

O Poder do Trabalho em Equipe e da Mentoria

 

Trabalhando a partir de diferentes localizações e fusos horários, a Equipe Salcedo estabeleceu um sistema de comunicação estruturado para garantir uma colaboração sem falhas. Entender o fluxo de trabalho de cada membro e ajustar as expectativas ajudou-os a manter a eficiência, mesmo quando surgiram contratempos.

 

A mentoria foi crucial para o sucesso deles, com a equipe creditando vários conselheiros e educadores por sua orientação. Kantsevoy reconheceu seu primeiro mentor de STEM, Casey Kleiman, que despertou sua paixão por robótica no ensino fundamental.

 

A equipe também expressou sua gratidão aos mentores da NASA, incluindo o especialista do programa Jamie Semple, a coordenadora de Educação Kaylie Mims e o gerente do portfólio de pesquisas da Estação Espacial Internacional, Jorge Sotomayer, por guiá-los pelos processos do programa e oferecer suporte durante a competição.

 

Eles também agradeceram ao Escritório de Engajamento STEM da NASA pela oportunidade de apresentar seu projeto aos funcionários do Johnson Space Center.

 

"O desafio reflete como a força de trabalho da NASA colabora para alcançar o sucesso em um ambiente altamente técnico. A Equipe Salcedo aumentou seus conhecimentos e aprendeu habilidades que provavelmente não teriam adquirido individualmente", disse Semple. "Como em todos os nossos desafios de design para estudantes, esperamos que essa experiência incentive a equipe a continuar seus estudos e trabalhos, para que, no futuro, possam retornar à NASA como funcionários em tempo integral."

 

Expandindo os Limites da Inovação

 

O Kibo-RPC permitiu que a Equipe Salcedo experimentasse novas técnicas, como a Slicing Aided Hyperinference – uma abordagem que divide imagens em pequenas partes para uma análise mais detalhada. Embora essa técnica tenha mostrado potencial na detecção de objetos menores, ela se mostrou muito demorada, dadas as restrições de tempo da competição, ensinando aos estudantes valiosas lições sobre a importância de priorizar a eficiência em engenharia.

 

Para a Equipe Salcedo, o desafio de programação ensinou o valor da comunicação, a importância de aprender com os contratempos e as recompensas da perseverança. A emoção de ver seu código em ação na estação orbital foi um lembrete das possibilidades ilimitadas na robótica e na exploração espacial.

 

Inspirando a Próxima Geração

 

Com participantes de origens diversas reunidos para competir em uma plataforma global, o Kibo-RPC continua sendo um campo de provas para futuros inovadores.

 

O desafio testou as habilidades técnicas dos estudantes e fomentou o crescimento pessoal e a colaboração, preparando o terreno para a próxima geração de engenheiros e líderes em robótica.

 

À medida que a Equipe Salcedo olha para o futuro, eles levam consigo as habilidades, experiências e inspirações necessárias para expandir os limites da exploração espacial humana.

 

"Com programas como o Kibo-RPC, estamos formando a próxima geração de exploradores - a Geração Artemis", disse Sotomayer. "Não é impossível imaginar que um desses estudantes eventualmente esteja caminhando na Lua ou em Marte."

 

Os vencedores foram anunciados virtualmente do Japão em 9 de novembro, com a Equipe Salcedo alcançando o sexto lugar.

 

Assista ao evento da rodada final internacional aqui.

 

A versão totalmente ilustrada e legendada deste relatório da NASA pode ser encontrada aqui.

 

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