Instituto Politécnico de Worcester

Fundado em 1865 para criar e transmitir os mais recentes conhecimentos sobre ciência e engenharia de formas mais benéficas à sociedade, o Instituto Politécnico de Worcester (WPI) cresceu até se tornar uma das principais universidades do mundo especificamente dedicadas à educação e pesquisa nas áreas de ciência, tecnologia e engenharia. Para apoiar sua missão, o WPI estabeleceu seu Programa de Engenharia Robótica.

De acordo com o Diretor do Programa de Engenharia Robótica, Michael A. Gennert, o programa ofereceu o primeiro curso de graduação em engenharia robótica nos Estados Unidos em 2007. Ele tem dois propósitos: preparar os futuros engenheiros de robótica e promover pesquisas em robótica no WPI, com o objetivo de realizar avanços e inovações em engenharia robótica.

“O projeto e a engenharia de robôs exige que os alunos vejam além das fronteiras da engenharia tradicional para sintetizar diferentes disciplinas”, explica Gennert. “Como não podemos incluir três cursos de engenharia em um programa de quatro anos, nossos alunos têm a opção de selecionar aulas de engenharia multidisciplinares (incluindo engenharia e ciência da computação, engenharia elétrica e engenharia mecânica), que enfatizam projetos de alunos e experiência prática em engenharia robótica.”

Para apoiar projetos na área de engenharia robótica, o WPI disponibiliza aos alunos alguns produtos de software de projeto e engenharia mecânicos 3D. No entanto, o software mais usado para o desenvolvimento de robôs no WPI é o SOLIDWORKS® Education Edition. “Embora não seja obrigatório aprender um sistema de CAD para fazer cursos de robótica, os alunos são incentivados a aprender a usar o CAD para realizar projetos de níveis mais avançados”, diz Gennert. “O SOLIDWORKS é, de longe, o pacote de software que os alunos mais usam no WPI para projetar robôs e realizar projetos relacionados ao programa.”

PROJETANDO E SIMULANDO ROBÔS

O motivo pelo qual os alunos do WPI preferem o software SOLIDWORKS Education Edition para projetos relacionados a robôs é que, além de ele ser fácil de aprender e usar, também oferece acesso a recursos de projeto mecânico e FEA (Finite Element Analysis, análise de elementos finitos), que são essenciais para o desenvolvimento efetivo de robôs. “Nos projetos de robótica, os alunos estabelecem seu próprio conjunto de requisitos e precisam de feedback sobre a operação dos sistemas mecânicos e de controle, sem recorrer a ciclos intermináveis de prototipagem”, informa Gennert.

“Os alunos precisam de acesso a avançados recursos de projeto e análise para realizar projetos de robótica com sucesso, principalmente os principais projetos seniores”, continua Gennert. “Como podem realizar facilmente um espectro completo de projetos e análises com o software SOLIDWORKS, os alunos muitas vezes preferem usá-lo em seus trabalhos. O SOLIDWORKS permite que eles se concentrem em robótica, e não na ferramenta. Além de utilizarmos o SOLIDWORKS para apoiar atividades de sala e projetos de alunos, também o usamos para realizar pesquisas.”

Desde que instituiu o Programa de Engenharia Robótica, o WPI tem visto projetos mais inovadores de alunos, que lidam com a interação entre ciência, tecnologia e sociedade. Por exemplo, T.J. Watson trabalhou com uma equipe de cinco membros para desenvolver um robô não tripulado de busca remota em água e terra, mais conhecido como o veículo WALRUS, depois de descobrir as limitações das buscas e descobertas após os ataques terroristas de 11 de setembro de 2001 por meio de discussões com profissionais do setor. O veículo foi criado para executar operações anfíbias de busca e resgate durante respostas a desastres.

“Embora existam robôs de busca e descoberta terrestres e subaquáticos, não há nada que funcione em terreno misto, em que lidamos com terra, água e lama profunda”, explica Watson. “O WALRUS foi projetado para preencher essa lacuna.”

“Eu uso o software SOLIDWORKS exclusivamente porque ele oferece acesso à mais ampla base de recursos. No caso do veículo WALRUS, as análises estruturais e temporárias das respostas foram especialmente úteis”, acrescenta Watson. “Realizei análises FEA no sistema de embreagem e também verifiquei que podemos mergulhar o WALRUS em um recipiente com alvejante para esterilização.”

APOIANDO A EDUCAÇÃO EM ROBÓTICA DESDE CEDO COM A COMPETIÇÃO FIRST

Além de usar o software SOLIDWORKS para apoiar projetos de robótica, os alunos do WPI o utilizam para realizar apoio comunitário e estimular o interesse na área de robótica entre os estudantes mais jovens. Por exemplo, Gabrielle Fanzini, em conjunto com a FIRST Robotics Competition, usou o software SOLIDWORKS para criar mais de 300 modelos de componentes e montagens mecânicos e elétricos incluídos nos kits utilizados pelos alunos de ensino médio.

“A FIRST Robotics Competition é conhecida como o “esporte escolar para e mente” e oferece aos alunos de ensino fundamental e médio a oportunidade de competir, ao mesmo tempo em que aprendem a projetar e construir robôs”, diz Fanzini. “Agora, os participantes da FIRST podem baixar os modelos que eu criei para os kits no site do SOLIDWORKS www.solidworks.com/FIRST e usá-los para projetar seu robô com o SOLIDWORKS antes da fabricação e da montagem. Isso proporciona uma experiência valiosa, já que trabalham da mesma forma que os engenheiros de robótica.”