Robótica e Automação
[Brevemente]
Descrição da Oportunidade
O bolseiro participará nas diferentes etapas do ciclo de investigação, desde a análise do problema e desenvolvimento dos algoritmos até à sua implementação e avaliação experimental numa plataforma robótica real: 1. Estudo do estado da arte e definição dos requisitos Será realizada uma análise crítica das abordagens existentes para manipulação robótica de caixas, robótica humanoide, preensão bimanual, visão computacional e automatização de processos de devolução: • levantamento das principais técnicas e plataformas disponíveis; • caracterização das caixas e dos cenários logísticos considerados; • identificação das restrições de segurança, alcance, carga, equilíbrio e espaço de trabalho; • definição das tarefas de manipulação, dos cenários de teste e das métricas de avaliação. 2. Preparação e integração da plataforma humanoide Será efetuada a configuração da plataforma robótica e dos componentes necessários à execução das tarefas propostas, incluindo sensores, câmaras, interfaces de comunicação e módulos de controlo: • configuração do ambiente de desenvolvimento e simulação; • calibração dos braços, mãos e sensores do robô; • calibração entre o robô e os sistemas de visão; • integração de câmaras RGB e/ou Lidar; • desenvolvimento de interfaces de comunicação entre os módulos de perceção, planeamento e controlo; • definição de mecanismos de segurança, supervisão e paragem da operação. 3. Desenvolvimento do sistema de perceção Serão desenvolvidos métodos que permitam ao robô detetar as caixas, estimar a sua posição e orientação e identificar os pontos adequados para a sua manipulação. Serão estudadas abordagens clássicas baseadas em processamento de imagem e nuvens de pontos e métodos de segmentação e classificação baseados em inteligência artificial. O sistema deverá ser capaz de lidar com variações de: • dimensão, geometria e aparência das caixas; • posição e orientação; • iluminação; • oclusões parciais; • disposição dos objetos no espaço de trabalho. 4. Desenvolvimento de estratégias de preensão bimanual Serão investigadas estratégias que permitam ao robô utilizar os dois braços de forma coordenada para agarrar, elevar, transportar e pousar caixas com segurança: • definição de pontos de preensão adequados; • geração automática das configurações dos braços e das mãos; • ajuste visual fino da pose de preensão; • coordenação bimanual durante o levantamento e transporte; • adaptação da estratégia às dimensões e à massa das caixas; • deteção de preensões instáveis e recuperação perante falhas. 5. Planeamento e controlo das tarefas de manipulação Serão desenvolvidos algoritmos para executar autonomamente operações de pick-and-place em pontos definidos da zona de triagem: • planeamento de trajetórias livres de colisão; • coordenação entre braços, tronco e postura do robô; • controlo da aproximação, preensão, levantamento e colocação das caixas; • sequenciação das diferentes ações da tarefa; • monitorização da execução em tempo real; • implementação de mecanismos de recuperação perante erros de perceção, planeamento ou manipulação. 6. Integração de funcionalidades de identificação e inspeção visual Será estudada a possibilidade de utilizar o sistema de visão do robô para apoiar o processo de triagem e o registo digital das devoluções. Poderão ser implementadas funcionalidades como: • leitura de códigos de barras e códigos QR; • reconhecimento de marcadores fiduciais; • identificação da caixa ou do produto; • verificação da presença e disposição de artigos; • classificação ou segmentação visual com recurso a inteligência artificial; • associação dos resultados da inspeção ao sistema digital de gestão do processo. 7. Validação experimental e avaliação de desempenho Os módulos desenvolvidos serão inicialmente testados em ambiente controlado e posteriormente avaliados em cenários representativos dos fluxos de devoluções do projeto LOGIX. A avaliação considerará, entre outros, os seguintes indicadores: • taxa de sucesso na deteção e localização das caixas; • taxa de sucesso da preensão e colocação; • número de caixas manipuladas por unidade de tempo; • tempo médio de execução de cada ciclo; • precisão da colocação; • ocorrência de colisões ou situações inseguras; • robustez perante variações das caixas e do ambiente; • viabilidade da inspeção visual e da reintrodução no fluxo logístico. 8. Documentação, análise e divulgação dos resultados Documentação das metodologias desenvolvidas e à análise crítica dos resultados experimentais: • elaboração de documentação técnica do software e dos procedimentos experimentais; • criação de protocolos e conjuntos de dados de teste; • preparação de demonstrações do sistema; • participação na elaboração do relatório de desempenho do módulo de controlo do robô humanoide; • contribuição para publicações científicas, comunicações técnicas ou outras ações de disseminação dos resultados.
Habilitações Académicas
Mestrado em Engenharia Eletrotécnica ou áreas afins
Requisitos Mínimos
O candidato deverá reunir os seguintes requisitos:• Mestrado concluído em Engenharia Eletrotécnica e de Computadores ou áreas afins.• Estar inscrito num curso de doutoramento em Engenharia Eletrotécnica e de Computadores ou áreas afins, ou num curso não conferente de grau académico, nos termos aplicáveis ao regulamento da bolsa.• Experiência comprovada no desenvolvimento de projetos de I&D com a indústria.• Conhecimentos fundamentais de robótica, incluindo cinemática, planeamento de movimentos, controlo ou manipulação robótica.• Experiência no desenvolvimento, integração ou validação de soluções robóticas e/ou sistemas automatizados em ambiente laboratorial ou industrial.• Conhecimentos de programação em C++ e Python.• Conhecimentos e experiência na framework ROS/ROS2.
Fatores de Preferência
Serão valorizados os seguintes elementos: • Conhecimentos e experiência nas bibliotecas OpenCV e PCL. • Experiência com câmaras RGB-D e processamento de nuvens de pontos. • Experiência com simuladores robóticos, como Gazebo ou Isaac Sim. • Participação competições de robótica. • Fluência em língua inglesa, oral e escrita.
Período de candidatura
Desde 28 Jul 2026 a 10 Aug 2026
[Brevemente]
Centro
Robótica Industrial e Sistemas Inteligentes