m
Fábio And é da Cos a Ba bosa
Aplicação de Língua Ges ual Po uguesa
num obô i ual com supo e em ROS
dezemb o de 2019
m
Fábio And é da Cos a Ba bosa
Aplicação de Língua Ges ual Po uguesa
num obô i ual com supo e em ROS
Disse ação de Mes ado
Mes ado In eg ado em Engenha ia Ele ónica Indus ial e
Compu ado es
T abalho e e uado sob a o ien ação do
P o esso Dou o Agos inho Gil Teixei a Lopes
dezemb o de 2019
ii
DIREITOS DE AUTOR E CONDIÇÕES DE UTILIZAÇÃO DO TRABALHO POR TERCEIROS
Es e é um abalho académico que pode se u ilizado po e cei os desde que espei adas as eg as e
boas p á icas in e nacionalmen e acei es, no que conce ne aos di ei os de au o e di ei os conexos.
Assim, o p esen e abalho pode se u ilizado nos e mos p e is os na licença abaixo indicada. Caso o
u ilizado necessi e de pe missão pa a pode aze um uso do abalho em condições não p e is as no
licenciamen o indicado, de e á con ac a o au o , a a és do Reposi ó iUM da Uni e sidade do Minho.
Licença concedida aos u ilizado es des e abalho
iii
DECLARAÇÃO DE INTEGRIDADE
Decla o e a uado com in eg idade na elabo ação do p esen e abalho académico e con i mo que
não eco i à p á ica de plágio nem a qualque o ma de u ilização inde ida ou alsi icação de
in o mações ou esul ados em nenhuma das e apas conducen e à sua elabo ação.
Mais decla o que conheço e que espei ei o Código de Condu a É ica da Uni e sidade do Minho.
i
RESUMO
______________________________________________________________________________
No mundo a ual, e i ica-se cada ez mais, o uso de no as ecnologias pa a a e as do dia-a-dia
ou en ão pa a esolução de p oblemas. Na úl ima década em-se e i icado uma explo ação exponencial
em di e sas á eas, incluindo obó ica, que em como um dos seus ocos e olui e dinamiza a in e ação
en e o Homem e a Máquina, a a és da ep odução de sons pa a assim comunica po uma Língua.
Os indi íduos su dos e/ou mudos possuem de iciência na audição e/ou ala, endo as- sim uma
des an agem no mundo social já que a comunicação po oz é p edominan e no quo idiano, ha endo
poucos que conseguem en endê-los. Dado isso, o obje i o do p oje o é apoia essas pessoas
desen ol endo uma pla a o ma obó ica capaz de habili a os obôs a con e sa em Língua Ges ual. O
obje i o é c ia uma in aes u u a capaz de aduzi Língua Po uguesa pa a Língua Ges ual Po uguesa,
desen ol endo um obô i ual.
No p oje o usou-se um midlewa e open-sou ce que é ocado no desen ol imen o de obôs,
designado em po uguês, de sis ema ope a i o de obôs. Es e em indo a se cada ez mais habi ual
en e quem desen ol e obôs, po o nece biblio ecas e e amen as p on as a se em usadas. Com es e
middlewa e consegue-se in eg a bem com á ios simu- lado es, acili ando a c iação de um obô
humanoide i ual. Nes e p oje o desen ol eu-se uma p o a de concei o, mas, pensando na
escalabilidade do sis ema, oi desen ol ida uma base de dados com MongoDB, pa a o sis ema gua da
as p op iedades de cada ges o e uma in e ace g á ica pa a se mais ácil de usa e isualiza o obô a
aduzi .
Finalmen e, o sis ema p opos o oi a aliado po um g upo de pessoas bilingues, que pe mi iu
de e a algumas limi ações do sis ema e alida a aplicabilidade des e em edi ícios públicos. Face aos
es es, es e p oje o p o ou ob e g ande sucesso nos obje i os p opos os.
Pala as Cha e: IHM (In e ação Homem-Máquina), Língua Ges ual, MongoDB, ROS, T adu o
linguís icos.
Aplicação de Língua Ges ual Po uguesa num obô i ual com supo e em ROS

ABSTRACT
______________________________________________________________________________
Ou wo ld is inc easingly using new echnologies o day- o-day asks o o p oblem sol ing. In he
las decade he e has been an exponen ial explo a ion in se e al a eas, including obo ics, which has as
one o i s ocuses e ol e and dynamize he in e ac ion be ween Man and Machine, h ough he
ep oduc ion o sounds o communica e in a language.
Dea and/o mu e indi iduals a e de icien in hea ing and/o speech, hus ha ing a disad an age
in he social wo ld since oice communica ion is p edominan in e e yday li e, wi h ew who can
unde s and hem. Gi en ha , he goal o he p ojec is o suppo hese people by de eloping a obo ic
pla o m capable o enabling obo s o alk in Sign Language. The goal is o c ea e an in as uc u e
capable o ansla ing Po uguese o Po uguese Sign Language, de eloping a i ual obo .
An open-sou ce middlewa e was used o he p ojec , which ocuses mainly on obo de elopmen ,
obo ic ope a ing sys em, ha has become common among hose who de elop obo s, by p o iding
lib a ies and ools eady o be used. This middlewa e can in eg a e well wi h se e al simula o s,
acili a ing he c ea ion o a i ual humanoid obo . In his p ojec was de eloped a p oo o concep bu ,
hinking abou he scalabili y o he sys em, a da abase was de eloped wi h MongoDB, o he sys em o
sa e he p ope ies o each ges u e and a g aphical in e ace o be easie o use and o isualize he
obo ansla ing.
Finally, he p oposed sys em was e alua ed by a g oup o bilingual people, which al- lowed o
de ec some limi a ions o he sys em and o alida e i s applicabili y in public buildings. In he ace o he
es s, his p ojec p o ed o achie e g ea success in he p oposed objec i es.
Keywo ds: HMI (human-machine in e ac ion), Language T ansla o , MongoDB, ROS, Sign
Language.
Po uguese Sign Language Applica ion in a i ual obo wi h ROS suppo
i
CONTEÚDO
__________________________________________________________________________________
DIREITOS DE AUTOR E CONDIÇÕES DE UTILIZAÇÃO DO TRABALHO POR TERCEIROS .......................... ii
DECLARAÇÃO DE INTEGRIDADE ............................................................................................................iii
RESUMO ............................................................................................................................................... i
ABSTRACT ............................................................................................................................................
CONTEÚDO ........................................................................................................................................... i
LISTA DE FIGURAS .............................................................................................................................. iii
LISTA DE TABELAS ................................................................................................................................ x
ABREVIAÇÕES
........................................................................................................................................ xi
1 INTRODUÇÃO ........................................................................................................................ 1
1.1
Enquad amen o
.................................................................................................................... 1
1.2
Mo i ação
.............................................................................................................................. 1
1.3
Obje i os
............................................................................................................................... 2
1.4
Es u u a da disse ação
....................................................................................................... 2
2
REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
......................................................................................................... 4
2.1
Es ado da A e ....................................................................................................................... 4
2.1.1
Toshiba: Aiko Chihi a ...................................................................................................... 4
2.1.2
HONDA: ASIMO .............................................................................................................. 5
2.1.3
An we p’s Sign Language Ac ua ing Node, ASLAN ........................................................... 5
2.2
Fundamen os Teó icos ........................................................................................................... 6
2.2.1
Língua Ges ual Po uguesa ............................................................................................. 6
2.2.2
Sis ema Ope a i o de Robó ica (ROS) ............................................................................ 10
2.3
Sumá io ............................................................................................................................... 17
3 TRABALHO REALIZADO ........................................................................................................ 19
3.1
Especi icação do modelo obó ico ......................................................................................... 19
3.2
Implemen ação da base de dados ........................................................................................ 26
3.3
Implemen ação da aplicação ................................................................................................ 29
3.4
Implemen ação da IG ........................................................................................................... 42
3.5
Sumá io ............................................................................................................................... 48
4 ANÁLISE DE RESULTADOS ................................................................................................... 50
4.1
Tempo de execução da aplicação ......................................................................................... 50
ii
4.1.1
Resul ados
.................................................................................................................... 50
4.2
Tempo de execução dos ges os ............................................................................................ 51
4.2.1
Resul ados
.................................................................................................................... 51
4.3
Tes e com p a ican es LGP ................................................................................................... 52
4.3.1
Resul ados
.................................................................................................................... 53
4.4
Sumá io ............................................................................................................................... 54
5 Conclusão e pe spe i as u u as ........................................................................................... 56
5.1
Conclusões .......................................................................................................................... 56
5.2
Limi ações ........................................................................................................................... 57
5.3
Con ibuições do p oje o ....................................................................................................... 57
5.4
T abalho pa a u u o ............................................................................................................. 58
Bibliog a ia .......................................................................................................................................... 59
Anexos ................................................................................................................................................ 65
A.1
Es u u a do modelo obó ico
............................................................................................. 66
A.2. Especi icação dos ges os .......................................................................................................... 70
1- Le a b 70
2 - Mãos em epouso (posição de aul ) ......................................................................................... 71
3 - “Bom dia” .............................................................................................................................. 72
4 - “Ajuda ” ................................................................................................................................. 73
5 - “Eu” 74
6 - “Pode ” .................................................................................................................................. 75
A.3. Ca a e ís icas do compu ado
...................................................................................................... 76
iii
LISTA DE FIGURAS
__________________________________________________________________________________
Figu a 1: Robô Honda Asimo [9] ......................................................................................................... 5
Figu a 2: Abecedá io e núme os em LGP [19] ..................................................................................... 8
Figu a 3: Ges o LGP: "Casa" ............................................................................................................... 8
Figu a 4: Ges o LGP: "Ja dim" ............................................................................................................ 9
Figu a 5: A qui e u a ROS [41] .......................................................................................................... 12
Figu a 6: A iculações da mão e punho di ei os [63] .......................................................................... 21
Figu a 7: Cen o do co po do obô (co po anspa en e) .................................................................... 23
Figu a 8: B aço di ei o do obô ......................................................................................................... 24
Figu a 9: Mão di ei a do obô ............................................................................................................ 25
Figu a 10: Co po do obô .................................................................................................................. 25
Figu a 11: P o ó ipo dos b aços em R iz, omb o esque do no ângulo máximo ................................... 28
Figu a 12: P o ó ipo dos b aços em R iz, omb o esque do num ângulo baixo .................................... 29
Figu a 13: Diag ama ge al do uncionamen o da aplicação ................................................................ 30
Figu a 14: Diag ama modelo ............................................................................................................ 31
Figu a 15: Paco es de dependências do p oje o ................................................................................ 33
Figu a 16: Diag ama de sequência ................................................................................................... 35
Figu a 17: Visualização dos nós a i os a a és do q _ g aph............................................................. 37
Figu a 18: Visualização dos nós a i os a a és da linha de comandos ................................................ 38
Figu a 19: Tópicos a i os do sis ema ................................................................................................ 38
Figu a 20: In o mação do nó /signbo _simula o _co e ...................................................................... 39
Figu a 21: In o mação sob e os ópicos "ph aseLPL" e "/signbo /body_con olle /command" .......... 40
Figu a 22: Deslocamen o dos b aços do obô an es de o comando se execu ado ( igu a a esque da) e
após comando se execu ado ( igu a a di ei a) .................................................................................. 41
Figu a 23: In o mação sob e o ópico "/message_s o e/inse " ........................................................ 42
Figu a 24: Diag ama de use case da aplicação IG ............................................................................. 43
Figu a 25: Ap esen ação ge al da aplicação ...................................................................................... 44
Figu a 26: Janela IG da aplicação ..................................................................................................... 44
Figu a 27: Janela IG - com á ias pala as ........................................................................................ 45
Figu a 28: Janela IG - mensagem limpa ............................................................................................ 46
4
2
REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
_________________________________________________________________________________
Nes e capí ulo se á desc i o o es udo ei o na á ea do p oje o, onde se ão ap esen ados alguns p oje os,
em que os seus obje i os ão ao encon o com os des e p oje o, sendo esses o desen ol imen o de uma
pla a o ma capaz de habili a um obô a ala LG.
Depois se ão ap esen ados os undamen os eó icos ela i os aos ópicos des e p oje o, que são LGP e
ROS.
2.1
Es ado da A e
Nes a secção ão se desc i os ês obôs com a habilidade de u iliza Língua Ges ual (LG). É de no a que
es es p oje os o am desen ol idos no es angei o e, como al, o am desen ol idos pa a a sua LG na i a.
Is o po que cada país em a sua p óp ia LG.
Dois dos p oje os e e enciados são obôs comple os, ou seja, humanoides que es ão a se desen ol idos
po emp esas. O e cei o oi uma in es igação de alunos uni e si á ios, que desen ol e am um b aço capaz
de p oduzi ges os de LG. Vai se dado maio ên ase aos obôs que já es ão a se aplicados em locais
públicos pa a comunica com as pessoas no dia-a-dia. Se á deixado pa a o inal o b aço obó ico
desen ol ido po alunos.
2.1.1
Toshiba: Aiko Chihi a
A Toshiba ap esen ou em 2014, um obô ino ado numa exposição no Japão, chamado
Cu ing-Edge IT &
Elec onics Comp ehensi e Exhibi ion
(CEATEC). Es e obô oi p oje ado pa a e o máximo de luidez de
mo imen os nas mãos e b aços de o ma a possibili a o obô a ala Língua Ges ual Japonesa. O obô
chama-se Aiko Chihi a. Ao longo do p ocesso de desen ol imen o da Aiko, hou e á ias equipas a con ibui ,
como a p óp ia Toshiba, a uni e sidade de Osaka, os Ins i u os de Tecnologia de Shibau a e Shonan, como
ambém a emp esa aLab Inc [1-3].
O obje i o da emp esa com o obô Aiko, e a c ia um obô que osse capaz de se um companhei o pa a
pessoas idosas ou com demência, o e ece ele-consul o ia, que po ala como po LG, como ambém
pe mi i aos p o issionais de saúde ou amilia es a possibilidade de moni o iza essas pessoas [4].

5
2.1.2
HONDA: ASIMO
Em 2000, Honda e e uma isão de desen ol e um dos obôs mais a ançados do mundo com á ias
habilidades sem ajuda ou moni o ização humana, como caminha independen emen e, subi deg aus,
comp eende ges os, comandos po oz e a é mesmo, imi a ou os compo amen os humanos. Em 2002,
Honda inalizou o seu p oje o e mos ou ao mundo o seu obô, chamado ASIMO, ep esen ado na igu a
abaixo, igu a 1. Es e nome é um ac ónimo com signi icado de
Ad anced S ep in Inno a i e Mobili y
.
Recen emen e, em 2014, ASIMO oi melho ado pa a con e mais e melho es uncionalidades, como se
capaz de comunica a a és de LG. Como o cen o de in es igação da Honda eside no Japão, implica que
ASIMO ap endeu Língua Ges ual Japonesa [5-8].
Figu a 1: Robô Honda Asimo [9]
2.1.3
An we p’s Sign Language Ac ua ing Node, ASLAN
O nome que oi dado ao obô é ASLAN, que é um ac ônimo pa a
An we p’s Sign Language Ac ua ing
6
Node
. O obô idealizado e desen ol ido po ês alunos da uni e sidade An we p. A o igem do p oje o deu-se
em 2014 po alunos no seu mes ado quando oma am conhecimen o do dé ice que exis ia no seu país de
supo e e pessoas pa a aduzi LG. Os ês alunos, Guy Fie ens, S ijn Huys e Jaspe Slae s idealiza am a
c iação de um obô capaz de aduzi a empo eal língua na i a o al pa a LG, endo em a enção que en e
os ou os equisi os exis en es, o p oje o de e ia se ba a o, po á il e capaz de se cons uído a pa i de
uma imp esso a 3D [10,11].
O obje i o des e obô não é i a o luga aos in é p e es, mas sim apoiá-los, de manei a a que os obôs
es ejam p esen es onde o em p ecisos, ou seja, quando não haja disponibilidade de um in é p e e es a
p esen e. A escolha de desen ol e um obô ísico em ez de um simulado ou uma aplicação de e-se ao
ac o de um obje o ísico acili a a comunicação, já que as pessoas su das/mudas es ão mais habi uadas a
in e agi com ou os isicamen e [12,13].
O obô ASLAN pode ou i em Língua o al e aduzi o discu so pa a LG em empo eal. A ualmen e, a
mão unciona de o ma independen e, po isso só pode execu a ges os com uma mão, mas a equipa já es á
desen ol endo um ou o b aço pa a que os dois b aços possam abalha em conjun o pa a pode eplica
odos os ges os da LG. Em LG, a comunicação só é bem ei a quando se expõe a ideia po ges os com as
mãos, pos u a co po al e exp essões aciais, des e modo os pesquisado es es ão a p ocu a soluções pa a
que o obô con enha dois b aços e ambém uma ace exp essi a [14,15].
2.2
Fundamen os Teó icos
Es e p oje o é mul idisciplina , po isso nes e capí ulo se ão desc i as as á eas que o p oje o en ol e,
o necendo ao lei o odo o conhecimen o que es e necessi a pa a en ende os passos e azões que i ão se
discu idos no p óximo capí ulo “3. T abalho ealizado”. Os ópicos p incipais que se i ão discu i se ão dois:
o p imei o é des inado à á ea que o p oje o p e ende ajuda , LGP; e o segundo se á pa a ala da
in aes u u a que o p oje o usa, ROS.
2.2.1
Língua Ges ual Po uguesa
Es e ópico ala da his ó ia de LG, desc e endo o igem dela, de o ma a pe cebe o seu obje i o e quem
es a ajuda. Depois ai se explicado como a Língua unciona, mais especi icamen e LGP e iden i ica os
aspe os que a dis inguem de LP.
7
His ó ia
A Língua Ges ual oi c iada pa a es abelece um meio de comunicação pa a pessoas que possuíam
de iciência na audição e/ou ala.
Cha les Michel de L’Épée
é econhecido po mui os como sendo o
“c iado ” da LG, apesa de já exis i LG an es dele, pelos g andes ei os que conseguiu alcança ;
nomeadamen e o Ins i u o Nacional de Su dos-Mudos em Pa is, sendo a p imei a escola pa a su dos do
mundo. Passou a se a ibuído aos su dos o es a u o de humanos po econhecimen o da exis ência da sua
língua e a cons a ação da di iculdade que um su do inha a exp imi -se o almen e [16,17].
Em Po ugal o p imei o ins i u o pa a su dos-mudos oi c iado no ano de 1823, em Lisboa, no Palácio
Conde de Mesqui ela. No en an o, só anos mais a de, no ano le i o de 1993/94 é que a LGP é econhecida
como língua ma e na e na u al dos su dos p o undos e in oduzida como pa e in eg an e das ma é ias
cu icula es no Ins i u o de “su dos-mudos” Jacob Rod igues Pe ei a (IJRP), c iado em 1922 [18].
Desde 1990 que os su dos são ensinados a a és do Modelo Bilingue que isa a ap endizagem da sua
língua ma e na, LGP, e de uma segunda língua, a língua da comunidade ou in e ci cundan e, a LP, p imei a
na e en e esc i a e e en ualmen e na e en e o al.
Os su dos ap endem LG de o ma na u al e espon ânea sendo mais di ícil pa a eles a ap endizagem das
línguas o ais. Tal como os ou in es êm di iculdades em ala com ou- in es es angei os po e em uma
língua di e en e, os su dos sen em igual di iculdade a ala com su dos es angei os, já que odos os países
êm a sua p óp ia língua ges ual.
Concei os undamen ais pa a o p oje o
A LGP é um sis ema linguís ico compos o p edominan emen e po símbolos a bi á ios. Possui ainda
aspe os con as i os em que a al e ação de uma unidade onológica al e a o sen ido da pala a.
Exis em ês ipos de ges os que são u ilizados: os ges os icónicos, que ap esen am ele- men os de
semelhança com a ealidade; os ges os e e enciais, a o de apon a di e amen e pa a o e e en e ou espaço
que o ep esen a, e os ges os a bi á ios, que não ap esen am uma elação com a ealidade.
Em LGP, a pos u a que en ol e as con igu ações da mão, local de a iculação e o ien ação, é mui o
impo an e, pois LG usa ges os es á icos e dinâmicos. Os ges os es á icos são usados pa a in e p e a as
le as e os núme os. Na igu a abaixo, igu a 2, pode-se encon a a in e p e ação do ges o pa a cada le a do
abecedá io como ambém os núme os no in e alo de um a no e.
8
Figu a 2: Abecedá io e núme os em LGP [19]
Pa a o caso de pala as e ases é p eciso mui os mais mo imen os e p eocupação nos ges os a aze ,
dado ha e ges os com de inições especí icas pa a ce os con ex os. Abaixo são ap esen adas duas pala as
pa a mos a que os mo imen os podem se simples, azendo um mo imen o em p o undidade com punho
ce ado, e ou o mais complexo onde já exis e mais mo imen os com os b aços e dedos.
Figu a 3: Ges o LGP: "Casa"
9
F ases em LGP
A cons ução ásica de LGP é di e en e de LP, de manei a que não bas a aduzi pala a a pala a pa a
se c ia uma ase em LGP. Pa a além que, em LGP, não é só o uso das mãos e b aços que comple am uma
ase, mas ambém o uso da exp essão acial. Po es a azão, LP é conside ada como uma segunda Língua
po quem ap endeu LGP an es, sendo ão di ícil pa a eles ap ende LP, como ap ende ou a Língua
qualque .
Exis em mui as Línguas Ges uais espalhadas pelo mundo, cada uma com os seus p óp ios ges os, no
en an o, mesmo den o de Po ugal exis em os chamados “ egionalismos”, em que, al como acon ece com
LP, cada egião pode e a sua p óp ia a ian e de uma de e minada pala a. To nando LGP uma língua ão
ica como qualque ou a.
Em LGP exis em dois ges os dis in os pa a ca ac e iza os géne os masculino e eminino nos se es
humanos, no en an o nos animais, como po exemplo o “ga o”, exis e um ges o que ca ac e iza o masculino,
mas é necessá io um conjun o de ges os pa a ca ac e iza o eminino, po exemplo no caso de “ga a” os
ges os u ilizados são: “mulhe ” + “ga o”.
Nes e p oje o oi usada a ase “Bom dia, em que posso ajuda ?”, em LP. Ao aduzi pa a LGP a ase
icou epa ida pela u ilização dos ges os “Bom dia” + “eu” + “ajuda ” + “posso”, nes a especí ica o dem,
pois só assim, com es a sequência, a cons ução ásica em LGP es á co e a. O g ande des aque é que,
Figu a 4: Ges o LGP: "Ja dim"

10
enquan o em LP a o dem pala as segue sujei o -> e bo -> obje o, em es a o dem depende do con ex o da
ase, mas eg a ge al a o dem segue-se po obje o -> sujei o -> e bo. O que acon ece de manei a ge al é
que os e bos não são conjugados, apa ecendo no empo in ini i o impessoal e po isso, quando se que ,
po exemplo, indica uma ação con inua, o ges o que indica o e bo é epe ido á ias ezes [20,21].
2.2.2
Sis ema Ope a i o de Robó ica (ROS)
Es a secção oca-se na desc ição do Sis ema Ope a i o de Robó ica (ROS). P e ende-se explica quais os
obje i os e p oblemas que le a am a c ia a in aes u u a, depois ão se abo dados ópicos mais écnicos
que p e endem explica o luxo de ope ação e concei os essenciais.
His ó ia e Âmbi o
Nos úl imos anos, a á ea de obó ica e e um c escimen o e uma ami icação exponencial. No mundo
a ual pode-se e i ica que ela se in eg a cada ez mais nas ou as á eas, o nando-se numa á ea de
desen ol imen o de mul ipla a o mas e mul idisciplina . Exemplos dis o são a exis ência de eículos
au ónomos, que po e a, an o em pa imen o liso como e enos aciden ados [22], que náu icos [23] ou
aé eos [24]; obôs humanoides ou que ap esen am apenas alguns dos memb os do se humano a abalha
em ambien es indus iais [25,26] ou hospi ala es [27] e a é mesmo em ambien e ag ícola [28].
De ido à g ande di e sidade de obôs e de á eas onde ela se aplica, su giu uma necessidade de
au oma iza ce os passos, um deles se ia a con igu ação de um obô ísico no
so wa e
. A ideia se ia c ia
uma e amen a que pudesse uni o miza e abs ai esse p ocesso, assim os desen ol edo es e iam mais
empo disponí el no desen ol imen o do
so wa e
. Em 2007 a in aes u u a oi o icializada pela
Willow
Ga age
e a ualmen e o esponsá el pela manu enção é a emp esa Open
Sou ce Robo ics Fouda ion
[29].
ROS é uma in aes u u a que ope a po cima de um sis ema ope a i o, como o Windows ou Linux, endo
o segundo mais popula idade e maio manu enção. Uma boa desc ição sucin a é a dada pela p óp ia wiki do
ROS, que é a seguin e: ”ROS é um sis ema me a-ope acional de código abe o pa a o seu obô. Ele o nece
os se iços que ocê espe a ia de um sis ema ope acional, incluindo abs ação de
ha dwa e
, con ole de
disposi i o de baixo ní el, implemen ação de uncionalidades de uso comum, passagem de mensagens en e
p ocessos e ge enciamen o de paco es. Ele ambém o nece e amen as e biblio ecas pa a ob e , cons ui ,
esc e e e execu a código em á ios compu ado es.” [30, 31]. De ido à acilidade de usa e au oma iza ,
ROS o nou-se uma in aes u u a
s anda d
e lexí el pa a os desen ol edo es, pa a quando que em esc e e
11
so wa e
des inado a obôs [32].
P ós e Con as do ROS
Exis e á ias in aes u u as como o ROS, ais como Playe , YARP, O ocos, MRPT, en e ou os. O que
o na ROS especial em compa ação com as ou as é que possuí ca ac e ís icas como:
• P omoção de implemen ação modela , que p omo e os seus desen ol edo es a implemen a código
modula , onde cada módulo oca-se numa só ope ação do sis ema. Des a o ma, o sis ema é mais ole á el
a alhas, po que caso um dos p ocessos alha , o obô não i á in e ompe ab up amen e, pois ou as pa es
es ão a unciona co e amen e e podem se capazes de ecupe a o p ocesso que alhou [33];
• Comunidade é bas an e a i a, colabo a i a e a con inua a c esce [34];
• P omoção do uso de licença de li e acesso, como BSD, que pe mi e a eu ilização em código de
aplicações no meio come cial ou echado [35,36]. Is o pe mi e que mui os desen ol edo es possam, em
conjun o, esol e inúme os p oblemas simul aneamen e e isso acele a o desen ol imen o de obôs [37];
• P o o ipagem ácil de
so wa e
, co ige o p oblema de se mui o di ícil p epa a e es a com o obô
ísico, u ilizando simulado es e ichei os de
debug
como ROS
bags
[38];
• O e ece mui as e amen as básicas já in eg adas na pla a o ma, con endo
so wa e
s que ajudam o
desen ol edo a depu a , isualiza dados/a qui e u a do sis ema e simula cená ios [39].
Pode-se e i ica que exis em á ios pon os que p omo em o uso de ROS, mais do que ou as
in aes u u as i ais. Mesmo assim, ROS ambém az algumas des an agens que são impo an es de
e e encia , ais como:
• Se mui o no o, em apenas 10 anos;
• Foca -se em ce os aspe os e, como al, e que abdica de ou os como a segu ança e a
escalabilidade dos sis emas;
• Se mul ipla a o mas, mas e um a o i ismo pa a um de e minado sis ema ope a i o, Ubun u;
• Se dependen e de e sões. ROS já em algumas e sões, mas es as dependem de uma e são
especí ica do SO, is o signi ica que cada e são do ROS co esponde a uma de e minada e são do sis ema
ope a i o, po isso aze um
downg ade
ou um
upda e
de um ge almen e eque o mesmo pa a o ou o;
• Se incapaz de supo a sis emas de missões c í icas, dado que ROS oi c iado pa a apoia
in es igado es e es udan es a desen ol e em p oje os pa a p o a concei os [38];
12
• Não o e ece uma boa e amen a pa a modela obôs. Os desen ol edo es êm que usa
p incipalmen e ichei os xml como URDF e XACRO;
• Se complexo e exigi algum empo pa a ap ende ;
• Só ope a num PC, o que que dize que não se aplica a mic ocon olado es.
Concei os undamen ais
ROS oi p oje ado pa a se um sis ema com mínimo acoplamen o, pois o sis ema é pa ido po á ias
a e as, sendo cada uma delas da esponsabilidade de um Nó especí ico. Os Nós comunicam en e si
en iando mensagens, que são in o mação es u u ada que gua da dados impo an es do sis ema, em empo
eal. As mensagens são publicadas num de e minado ópico, que é como um “canal” que deixa ansmi i
uma in o mação especí ica. Um Nó que es eja in e essado em ecebe um de e minado ipo de dados,
insc e e-se pa a o espe i o ópico, chamam-se a es e ipo de Nós de subsc i o es. Um Nó que en ia
in o mação chama-se edi o [40]. Abaixo, igu a 5, é ap esen ado um sis ema exemplo, que demons a a
a qui e u a do ROS.
Figu a 5: A qui e u a ROS [41]
Sendo ROS um sis ema que segue uma opologia cen alizada, implica que exis e um componen e “ROS
Mas e “ que con ola e ge a odos os p ocessos exis en es na in aes u u a em execução. Es e o nece
se iços de nomeação e egis o pa a odos os p ocessos a i os no sis ema, ambém as eia os subsc i o es e
publicado es de ópicos e se iços [40]. O sis ema é compos o po á ios p ocessos em que, cada um dos Nós
é esponsá el po uma pa e do sis ema. Os Nós apenas es ão in e essados em execu a a a e a pa a que
o am p og amados, abs aindo-se do es o do sis ema, po exemplo um Nó é esponsá el po con ola os
mo o es das odas do obô, mas o oco do p oje o pode se a deslocação dele sem colidi con a obs áculos
13
enquan o es á a segui um indi iduo [42,43].
Como cada Nó só se oca em execu a uma pequena a e a especí ica, implica que pa a o sis ema co e
luidamen e, os Nós êm que e um meio de comunicação pa a que possam ansmi i in o mação en e eles.
Pa a isso acon ece , es es ade em a p o ocolos de comunicação como ópicos, se iços RPC e o Se ido de
Pa âme os. Os Tópicos são a in e ace de comunicação mais usada, es e c ia canais onde os Nós podem
conec a -se pa a en ia ou ecebe in o mação [44].
A in o mação que os Nós publicam ou ecebem de um ópico chama-se de mensagem. Uma mensagem é
uma es u u a especí ica de dados simples gua dados em ichei os de ex o [45], é es u u ada po um pa ,
que é o nome da a iá el e o alo dela. A mensagem pode con e ipos desde booleano, in ei os,
s ing
,
e o es ou a é mesmo uma es u u a. Em casos especiais, uma mensagem pode inclui um ipo de mensagem
especial denominado de cabeçalho, que inclui alguns campos me adados comuns como empo, da a e ho a,
iden i icado da
ame
e núme o de sequência [46].
Quando um sis ema em mui as con igu ações ica mais ácil gua dá-las em ichei os ou en ia esses dados
logo no início da execução. O esponsá el po isso é o ROS Pa ame e Se e , que é um se ido que unciona
como um dicioná io compa ilhado e a iá el que é acessí el a a és de API’s de ede. Is o ajuda pois, assim
os Nós u ilizam es e se ido pa a a mazena e ecupe a pa âme os em empo de execução [47,48].
2.2.3
Simulação
Após o desen ol imen o de um p og ama passa-se pa a a ase de
debug
e es es. Na obó ica es a ase
o na-se mais complicado de se aze , pois isso implica p epa a o obô ísico e um ambien e de es e que
pode á se g ande, caso o obô enha p opo ções g andes. Po isso, es a os no os p og amas implica aze
es es com o p óp io obô, mas esses es es êm com um ce o ní el de isco, is o que algo i mos inco e os
podem le a a danos nos componen es do obô, nos obje os à sua ol a ou no pio dos casos, nas pessoas
de ido a mo imen os b uscos ou descon olados. Uma solução pa a os p oblemas mencionados é o uso de
simulado es. Es es são capazes de modela isicamen e o obô e o seu com- po amen o da manei a mais
p óxima possí el da ealidade [49]. O uso dos simulado es é mui o popula po en e os desen ol edo es, pois
o e ecem mui os bene ícios. Alguns desses bene ícios es ão ap esen ados abaixo.
•
P o o ipagem ápida do obô: é possí el dispensa o obô ísico de aze
debug
do p og ama, pois os
simulado es já êm a capacidade de ec ia um meio ambien e, des a o ma, o p ocesso de
debug
da
aplicação o na-se mui o mais p á ico, pois o simulado exige menos con igu ações e p epa ações que com o
obô ísico;
20
Tabela 1: Medições i adas de um adul o jo em
Comp imen o (m)
Al u a
1,76
La gu a dos omb os
0,46
Pe nas
1,00
T onco
0,55
cabeça e pescoço
0,33
B aço
0,64
Comp imen o o al dos b aços es endidos
(mãos, b aços e onco)
1,75
Mão
0,19
Polega
0,065
Dedo indicado
0,080
Dedo do médio
0,085
Dedo anela
0,080
Dedo mínimo
0,065
Um dos desa ios des e p oje o é consegui c ia um modelo obó ico que se assemelhe a um se
humano, em que os b aços sejam idên icos em aspe o e p op iedades, pa a al, é p eciso comp eende a
complexidade que es es êm, de ido às a iculações não se em idên icas umas às ou as, po e em
p op iedades di e en es, is o é, di e en es eixos de o ação e in e alos de ângulo di e en es.
Nos b aços exis em á ias a iculações, endo cada uma as suas p óp ias ca a e ís icas, nes a zona do co po
encon am-se 3 ipos: uniplana , biplana e mul iplana . A iculações uniplana es odam em o no de um só
eixo, pe mi indo assim o ação em apenas um plano, exemplos dis o são os co o elos e as pon as dos dedos.
Nas a iculações biplana es, como o nome indica, odam em o no de 2 eixos, pe mi indo assim a o ação em
dois planos, exemplos dis o são os pulsos e en e a palma da mão e os dedos; ge almen e, es e ipo de
a iculações pe mi em a lexão, ex ensão e o ação la e al. Po úl imo em-se as a iculações mul iplana es que
pe mi em a o ação em ês eixos, possibili ando assim o mo imen o comple o, um exemplo dis o são os
omb os. [62]
A abela 2 ap esen a as conclusões da análise da p op iedade de cada a iculação exis- en e nos b aços e
mãos. É p eciso e em con a que os alo es ap esen ados são médias pois, cada indi íduo em as suas

21
capacidades, po exemplo não se pode iguala a elas icidade de um body builde com a de um p a ican e de
yoga, pois o p a ican e de yoga abalha os músculos pa a ganha mais elas icidade, enquan o um body
builde , po abalha os músculos pa a c esce am i á in luencia nega i amen e a sua elas icidade.
Como nos dedos exis em 3 a iculações mui o semelhan es, e pa a se possí el dis ingui-las acilmen e,
usa am-se e mos écnicos de biológica pa a se pode iden i ica uma a iculação especí ica. A igu a abaixo,
igu a 6, ep esen a a mão com a posição de cada uma das a iculações e o seu espe i o nome.
Figu a 6: A iculações da mão e punho di ei os [63]
Tabela 2: Especi icação das a iculações dos b aços [64-66]
Local
Ro ação
Limi e Min. (o)
Limi e Max. (o)
Omb o
Abdução
0
180
Flexão
0
180
Ex ensão
0
50
Flexão ho izon al
0
130
Ex ensão ho izon al
0
50
22
Co o elo
Flexão
0
160
P onação
0
90
Supinação
0
90
Pulso
Abdução
0
30
Adução
30
0
Flexão
0
90
Ex ensão
0
70
Dedos
Flexão da in e alângica
dis al
0
90
Flexão da in e alângica
p oximal
0
90
Flexão da
me aca po alângica
0
90
Abdução da
me aca po alângica
0
20
Adução da
me aca po alângica
20
0
A cons ução do modelo oi ei a a a és do URDF e XACRO. Nenhum p og ama de
design
de
modelação oi usado, po isso o modelo oi c iado apenas com obje os geomé icos básicos (es e a, cubo,
cilind o e pa alelepípedo) o e ecidos pelo URDF. O modelo oi c iado manualmen e po ichei os simples em
o ma o XML.
Dado o oco do obô se em os seus b aços, pa a simpli ica o modelo, cons uiu-se a base po
links
e
a iculações ixas, ou seja, os pés, pe nas, onco, pescoço e cabeça não êm nenhuma mobilidade, al como
se pode e na Figu a 7, em que as pa es do co po e e idas an e io men e não em nenhuma bola de co
azul pa a e idencia locais de o ação.
23
Figu a 7: Cen o do co po do obô (co po anspa en e)
A pa i do início dos b aços já se no a uma exis ência de complexidade nas a iculações e na
es u u a dos
links
. A a iculação, em inglês
join
, o e ece á ios ipos de o ação, as quais encon am-se
suma iadas abaixo:
• Re olu e - a a iculação oda po 1 ou a é 3 eixos e em limi es supe io e in e io .
•
Con inuous
- a a iculação oda con inuamen e em o no do eixo de inido e não possui limi es supe io
e in e io .
• P isma ic – a a iculação desliza ao longo do eixo especí ico e em um alcance limi ado que é de inido
pelos limi es supe io e in e io .
•
Fixed
– Como o seu p óp io indica, nes a a iculação não é possí el a deslocação, pois os seus g aus
de libe dade es ão bloqueados.
• Floa ing – a a iculação mo e-se po odos os seis g aus de libe dade simul aneamen e.
• Plana – a a iculação i á oda num mo imen o plano ao eixo.
Dado exis i em á ios ipos de a iculações, oi ei o um es udo pa a comp eende qual é a a iculação
que mais se adequa a ep esen a os b aços humanos o mais ielmen e possí el. En ão, c iou-se um b aço
p o ó ipo pa a se possí el alida os esul ados. Tes a am-se á ios cená ios com o p opósi o de desloca os
b aços em á ias di eções e e i ica qual o ipo de a iculação que conseguia habili a os mesmos g aus de
24
libe dade que os b aços de um se humano. Nes e cená io, p ocu a a-se e os 4 g aus de libe dade de um
b aço.
Os ipos
ixed
,
con inuous
e plana o am desde início desca ados dado que o ipo
ixed
, não pe mi e
o ação; o
con inuous
, não em limi es de o ação enquan o um se humano em; e o ipo plana habili a
apenas o ação em plano, ou seja, em 2 eixos ao mesmo empo. Fize am-se es es com os es an es ês
ipos, loa , p isma ic e e olu e, e e i icou-se que nenhum conseguia ep esen a co e amen e os
mo imen os espe ados pa a os es es. Concluiu-se que o p isma ic não podia se usado pois inha uns
p oblemas e idenciados pelo ROS, que disse am que i iam co igi no u u o; o loa , oda em odos os eixos
ao mesmo empo, o que que dize que pa a os es es simples, que consis i iam apenas em mo e num g au
de libe dade, não se iam possí eis de con ola , pois es e u iliza uma ó mula ma emá ica pa a de e mina os
ângulos quando dado apenas um alo como
inpu
. De ido à sua complexidade, es e ipo oi desca ado.
Po úl imo, o ipo e olu e não passou odos os es es, mas, oi o que ob e e melho desempenho.
Fo am ei as mais expe iências, onde se en a a explo a ou as me odologias pa a e se e a possí el
melho a a pe o mance des e ipo de a iculação. Chegou-se à conclusão que apesa de o ipo e olu e da a
possibilidade de oda nos 3 eixos, o melho e a especi ica uma a iculação pa a cada g au de libe dade e
como al, o b aço p o ó ipo, com 4 g aus de libe dade, inha 4 a iculações. Des a o ma, o p o ó ipo conseguia
execu a odos os es es com sucesso, mos ando as capacidades, g aus de libe dade e limi es de um
e dadei o b aço humano.
O desenho da mão e dos dedos oi ei o seguindo a me odologia das a iculações de inida pa a os
b aços, onde o am c iados en e 1 a 3
join
s, dependendo da capacidade de o ação da a iculação humana.
De ido às limi ações dos modelos de desenho p o enien es pelo URDF, a palma da mão e os dedos o am
ei os pa ecidos à ealidade apenas com o uso de pa alelepípedos e á ios cilind os espe i amen e. Como se
pode e em mais de alhe nas igu as abaixo.
Figu a 8: B aço di ei o do obô
25
O p odu o inal da implemen ação do obô esul a na imagem abaixo, igu a 10.
Figu a 10: Co po do obô
No anexo A – Es u u a do modelo obó ico em-se o esquele o do obô, que desc e e em modo
Figu a 9: Mão di ei a do obô

26
á o e odos os
link
e
join
s que o compõem. Com es e ipo de es u u a pode-se acilmen e en ende como é
que os elemen os se conec am, pe cebendo os elemen os pais e ilhos de cada um. A a és do diag ama é
possí el comp eende que a iloso ia da c iação de um obô supo ado po URDF/XACRO é ei a a a és de
uma es u u a em á o e de elemen os onde, na aiz da á o e, es á ge almen e o elemen o chamado de
“base_link”, do qual odos os ou os elemen os dependem.
Ou a implemen ação que se ez ao modelo é que inicialmen e o obô i ia desp eza o peso de odos
os memb os, po an o o obô endo no o al 1 kg, pois a a-se de um obô gené ico a se simulado num
ambien e i ual mas, quando o modelo oi pos o a co e no simulado execu ando ges os, oi e i icado que o
obô inha endência a cai , pois o simulado em p é-de inido pa a o ambien e uma a iá el pa a ep esen a a
g a idade. Como al, de iniu-se peso na base, ce ca de 50 kg, pa a que, des a o ma, o obô não cai.
3.2
Implemen ação da base de dados
Pa a a escolha da base de dados i e am-se em con a á ios a o es, que co espondem aos
equisi os que a base de dados em que consegui cump i pa a o p oje o. Esses equisi os são:
•
Se ápida, pois espe a-se que os esul ados do acesso à Base de Dados enham uma espos a de
ápida;
•
Não con e uma es u u a ígida, pois há ges os que se azem com apenas uma posição e ou os com
duas ou a é mesmo com mais de duas posições;
•
Se simples, pois o ideal se ia um pedido à base dados em que e o na odos os dados pa a
ep esen a o ges o em LGP.
Com es e p oje o p e ende-se uma p o a de concei o e isso implica que a base de dados de e
ab ange os ges os essenciais pa a a sua alidação, po an o os ges os p ecisam de se únicos e com g aus de
di iculdade di e en es. Pa a o ní el ácil, espe a-se apenas um mo imen o com o(s) b aço(s) e ges os es á icos;
pa a o ní el in e médio, conside am-se ges os dinâmicos (1 ou 2 mo imen os) e que implica iam o uso do(s)
b aço(s) e mão(s); po úl imo, o ní el di ícil co esponde a ges os dinâmicos que equei am o ambas as mãos
e de e se compos o po 4 ou mais mo imen os.
Ou o equisi o se ia que, ao jun a as pala as, es as pudessem o ma uma ase de modo a se
possí el p o a o concei o de adução de ase de LGP pa a LP. Face a es es equisi os, de ini am-se 5 ges os
e mais um ex a, sendo es e a posição de epouso dado que, após cada ges o, p e ende-se que o obô ol e à
27
sua posição de descanso, que se ão os b aços es endidos ao longo do onco.
Na abela ap esen ada abaixo, abela 3, es ão iden i icas odas as pala as que o am escolhidas pa a
se em a mazenadas na base de dados.
Tabela 3: Biblio eca de ges os
Le a “b”
Eu
Bom dia
Pode
Ajuda
Pose em epouso
Com as pala as iden i icadas na Tabela 3, é possí el c ia uma ase:
“Bom dia, em que posso ajuda ?”
As pala as iden i icadas a Tabela 3 es ão desc i as no anexo 2 – Especi icação dos ges os. Nesse
anexo pode-se obse a como os ges os são ei os e conclui , com base nisso, que o ges o da le a “b” é
es á ico e usa apenas uma mão, o que signi ica que es e ges o é, den o dos escolhidos, o mais ácil de
execu a . Pa a o ní el in e médio, inham-se os ges os “bom dia”, “eu”, “ajuda ” e “pode ”. Pa a o maio ní el
de di iculdade inha-se a adução da ase, “Bom dia, em que posso ajuda ?”. Os ges os como a pose de
epouso e a le a “b” usam apenas um bloco de posições, pois são ges os ixos. As pala as “eu”, “pode ” e
“ajuda ” são compos as po duas posições ao ealiza o ges o. O ges o “bom dia” usa ês posições, e em
maio complexidade, pois o ges o eque que se aça uma pausa en e o ges o “bom” e o “dia”.
Após a de inição das pala as que a base de dados i á con e , o am analisadas as melho es
ecnologias de base de dados disponí eis pa a se implemen a no p oje o. Pa a es e caso, e i ica-se que uma
base de dados não elacional se aplica melho , pois é mais simples e ápida a esponde , dado que uma
pesquisa po cha e- alo é mais ápida que uma pesquisa po uma
que y
, numa base de dados elacional. O
a o de não con e uma es u u a ígida az com que seja possí el a c iação de dados onde uma pala a pode
con e uma pose ou mais. Como o modelo obó ico con ém 46 a iculações, a base de dados i á e que
gua da o ângulo pa a cada a iculação, isso implica que pa a uma dada pala a a base de dados con ém no
mínimo a desc ição de 46 ângulos a é 46xN ângulos, sendo N o núme o de poses que o ges o exige aze .
Dado que o in e esse é gua da os ângulos especí icos de cada pala a, is o az que com que cada uma delas
seja independen e das ou as, de ido a es e po meno pode-se e i ica cla amen e que uma base de dados
que implemen a o modelo elacional deixa de e e ei o pa a o que se p e ende pa a es e p oje o, il ando as
opções pa a apenas as bases de dados não elacionais.
28
De en e as opções exis en es oi escolhido o MongoDB, po es a base de dados não elacional se a
mais popula e já i in eg ada com o ROS
amewo k
. O package é denominado po mongodb_s o e [67].
Nes e p oje o espe a-se que a base de dados es eja populada com pala as e ges os, mas pa a al, oi
p eciso c ia um pequeno p og ama que c iasse e inse isse ges os. O p imei o passo oi a aquisição dos
ângulos pa a cada a iculação na execução de um de e minado ges o. O mé odo que se usou oi o p og ama
R iz, que em in eg ado com o ROS. Com es e p og ama impo a a-se o modelo obó ico e oda am-se os
ângulos de cada a iculação a é es e e le i o ges o como um se humano a ia. O p og ama R iz em um
plugin
que consegue de e a as a iculações habili adas pa a o ação e os seus espe i os limi es, des a o ma
só é p eciso oda nos in e alos disponí eis, pois es es já ep esen am os limi es que a a iculação e ia no
b aço de um se humano. As Figu as 11 e 12, ap esen adas abaixo, demons am como os passos e am ei os,
onde se o p og ama R iz abe o com um p o ó ipo inicial dos b aços. No can o in e io esque do encon a-se
uma janela chamada “
Join
S a e Publishe ” é nes a janela que é oda manualmen e as a iculações. Nes es
dois exemplos consegue-se e o omb o esque do do obô a oda desde o ângulo máximo a é ao mínimo.
Figu a 11: P o ó ipo dos b aços em R iz, omb o esque do no ângulo máximo
29
Após a aquisição dos ângulos das a iculações pa a odos os ges os, segue-se pa a o p óximo passo
que é a c iação da base de dados e inse ção dos ges os. O paco e mongodb_s o e es á p epa ado pa a
o e ece uma API que pe mi e execu a as ope ações essenciais à base de dados, sendo essas a c iação,
inse ção e pesquisa. Po isso, o wo k low des a pequena aplicação é apenas c ia a base de dados localmen e
e depois inse i as pala as. A inse ção dos dados na base de dados é a a és de um documen o simples em
Ja aSc ip Objec No a ion (JSON), compos o pela cha e, que co esponde à pala a, e os dados, que são uma
lis a de alo es lu uan es em que cada um ep esen a um ângulo especí ico de uma a iculação.
Po im, ob e e-se uma base de dados p epa ada pa a o p oje o p incipal, usando es as con igu ações
o p oje o p incipal se á capaz de aduzi ce ca de cinco pala as, com g aus de di iculdade di e en es, em que
exigem o deslocamen o de b aços, mãos e dedos.
3.3
Implemen ação da aplicação
O oco des e p oje o é c ia uma aplicação capaz de ecebe ex os em LP e aduzi-los pa a LGP,
como es a língua eque ges os, oi necessá io usa um simulado , onde es e po en u a e á um obô i ual
modelizado em 3D pa a ealiza o ex o em ges os. Pa a que o p oje o seja capaz de in e p e a pala as em
LP, é undamen al e uma base de dados, pa a que assim, a aplicação enha um local onde a mazena as
in o mações necessá ias pa a se possí el associa uma pala a ao seu espe i o ges o, como ambém da a
in o mação de como se az o ges o, de modo a se possí el eplicá-lo no obô.
Com es a desc ição chega-se à conclusão que há 3 componen es adicionais pa a a execução da
Figu a 12: P o ó ipo dos b aços em R iz, omb o esque do num
ângulo mínimo
36
indos da mensagem ou de aco do com os pa âme os da mensagem e en ia os esul ados das espe i as
ope ações nou a mensagem, caso es e não seja o componen e inal. As ocas de mensagens são ei as
a a és de ópicos, onde cada ópico se e um p opósi o, po exemplo, exis e um ópico especí ico pa a en io
de mensagens com um ex o em LP e ou o pa a en io de poses dos ges os em LGP. O uncionamen o do
sis ema é a oca de mensagens en e os á ios nós a i os onde ecebem mensagens e abalham os dados
que êm delas e depois en iam ou a mensagem com o esul ado das ope ações.
O luxo do sis ema começa na in e ace com o u ilizado , onde es e escolhe as pala as disponí eis. O
u ilizado pode in oca num único pedido a adução de uma só pala a ou de á ias. Esse pedido é en iado
po uma mensagem, num ópico especí ico. Nesse ópico há um componen e à escu a, que é o in e p e ado .
Es e ecebe a mensagem e começa a p ocessá-la, en ando num ciclo, po cada pala a exis en e na ase.
Pa a cada pala a es e az um pedido de adução à base de dados, que lhe e o na um conjun o de poses que
ep esen am o espe i o ges o em LGP. Depois de ecebe o espe i o, conjun o de poses, en a nou o ciclo
po cada pose, en iando em cada mensagem uma pose, que con em á ios alo es lu uan es, que
ep esen am os ângulos de cada a iculação do obô.
Te minado o desen ol imen o do p oje o é possí el e i ica o sis ema a co e onde odos os
componen es es ão in eg ados uns com os ou os. Pa a a alidação do sis ema é possí el u iliza comandos
na i os do ROS pa a e i ica que os nós es ão de ac o a i os. Abaixo, encon am-se duas igu as que mos am
cump i o mesmo p opósi o só que po meios di e en es. Uma opção é isualizando a a és do q _ g aph que
ap esen a num esquema, a ou a opção é pela linha de comandos, usando o “ osnode lis ”. Nas igu as que
se seguem, pode-se obse a as espe i as opções.

37
Figu a 17: Visualização dos nós a i os a a és do
q _ g aph
38
Figu a 18: Visualização dos nós a i os a a és da linha de comandos
Como mencionado quando se es a a a desc e e o diag ama de sequência, a o ma de os nós
comunica em uns com os ou os é a a és dos ópicos, que êm como unção se um canal de ansmissão de
mensagens especi icas. Uma possí el o ma de iden i ica os ópicos a i os du an e a execução é usando um
comando na i o do ROS, “
os opic
”. A igu a abaixo mos a odos os canais a i os du an e a execução da
aplicação.
Como é possí el e na igu a 19, exis e mui os ópicos a i os, mas há ês ópicos que são impo an es de
salien a , is o po que os ou os, são ópicos base, que são c iados po
de aul
quando o
osmas e
se inicializa.
Os ês ópicos que ão se explicados com maio de alhe são: os ópicos com p e ixo “/
message_s o e
”, a
sua unção des e ópico é en ia pedidos à base de dados pa a ecolhe dados, ou seja, as poses do ges o; o
”/
ph aseLP
”, a sua unção é en ia mensagens que con enham a ase em po uguês pa a se aduzida e po
Figu a 19: Tópicos a i os do sis ema
39
im, o ópico “
signbo /body_con olle /comand
”, a sua unção é en ia as poses do ges o, os ângulos das
a iculações, pa a que assim seja possí el aze desloca o obô i ual.
Na igu a abaixo, encon a-se o nó essencial do sis ema que é o
signbo _co e
, que adminis a a aplicação,
in e p e ando pala as e en iando os comandos pa a que o obô no simulado as execu e. Como desc i o, o
pon o de en ada des e nó é ecebe uma mensagem com a ase em LP, po an o, o nó es á subsc i o a um
ópico chamado de “/
ph aseLP
”, nes e ópico publicam-se mensagens, e que cada uma delas con em uma
ase, que possui um conjun o de pala as a aduzi . Após a adução dessas ases, o nó manda uma
mensagem, pa a o ópico “
/signbo /body_con olle /command
”, nas mensagens ão um conjun o de ângulos
que de inem uma pose. As ep esen ações dos ges os podem exigi uma ou mais poses. Usando um comando
na i o do ROS, “
osnode in o
” e i icam-se as in o mações de um de e minado nó. A igu a 20 ilus a o caso
do
signbo _simula o _co e
.
A mesma in o mação pode se adqui ida azendo a e i icação a pa i dos ópicos. O ROS con ém
ambém um comando pa a e i ica isso, chamado “
os opic
”. Na igu a abaixo encon a-se a in o mação
elacionada com o ópico “/
ph asePL
” e “
/signbo /body_con olle /command
”.
Figu a 20: In o mação do nó /signbo _simula o _co e
40
Figu a 21: In o mação sob e os ópicos "
ph aseLPL
" e "
/signbo /body_con olle /command
"
Pa a alida a in eg ação en e a aplicação e o simulado Gazebo, o am ei os es es de in eg ação,
em que se p e endia publica uma mensagem pa a o ópico que o Gazebo es a a à escu a,
"
/signbo /body_con olle /command
", nes e es e espe a-se que após a publicação da mensagem, o obô
desloca-se de aco do com as de inições na mensagem. Na igu a 21, é especi icado o ipo das mensagens,
que é
ajec o y_msgs/Join - T ajec o y
. Consul ando a
wiki
do ROS [68,69], e i ica-se que pa a aze uma
publicação álida é necessá io de ini uma lis a de a iculações do obô e os espe i os ângulos de deslocação.
Es es ângulos de em de inidos em adianos e de em espei a os limi es das a iculações. Sendo assim, o
comando en iado pa a o ópico "
/signbo /body_con olle /command
" oi o seguin e:
os opic pub /signbo /body_con olle /command ajec o y_msgs/Join T ajec o y "{join _na- mes:
[" _shoulde 1_join ", " _shoulde 2_join ", " _a m_join ", " _elbow1_join ", " _el- bow2_join ", " _wi s 1_j",
" _wi s 2_j", " _wi s 3_j", " _bo om_knuckle1_ humb_j", " _- bo om_knuckle2_ humb_j",
" _ op_knuckle_ humb_j", " _bo om_knuckle_index_j", " _- middle_knuckle_index_j",
" _ op_knuckle_index_j", " _bo om_knuckle_middle_j", " _mid
dle_knuckle_middle_j",
" _ op_knuckle_middle_j", " _bo om_knuckle_ hi d_j", " _middle_- knuckle_ hi d_j",
" _ op_knuckle_ hi d_j", " _bo om_knuckle_li le_j", " _middle_knuc- kle_li le_j", " _ op_knuckle_li le_j",
"l_shoulde 1_join ", "l_shoulde 2_join ", "l_a m_- join ", "l_elbow1_join ", "l_elbow2_join ", "l_wi s 1_j",
"l_wi s 2_j", "l_wi s 3_j", "l_bo - om_knuckle1_ humb_j", "l_bo om_knuckle2_ humb_j",
41
"l_ op_knuckle_ humb_j", "l_bo - om_knuckle_index_j", "l_middle_knuckle_index_j",
"l_ op_knuckle_index_j", "l_bo om_- knuckle_middle_j", "l_middle_knuckle_middle_j",
"l_ op_knuckle_middle_j", "l_bo om_- knuckle_ hi d_j", "l_middle_knuckle_ hi d_j", "l_ op_knuckle_ hi d_j",
"l_bo om_knuc- kle_li le_j", "l_middle_knuckle_li le_j", "l_ op_knuckle_li le_j"], poin s: [{posi ions: [ 1.57,
1.50, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0,
0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 1.57, -1.50, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0,
0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0], ime_ om_s a : [1.0, 0.0] }]} "
As imagens abaixo ilus am o que acon eceu no simulado , espe i amen e ao obô i ual quando
esse comando é publicado pa a o ópico.
Rela i amen e ao ópico com o p e ixo “/
message_s o e
”, pode-se e i a in o mações da mesma
o ma como se ez com os ou os ópicos. Usando o comando “
os opic
”. Na igu a 23, é iden i icada a
in o mação e e en e ao ópico.
Figu a 22: Deslocamen o dos b aços do obô an es de o comando se execu ado
( igu a da esque da) e após comando se execu ado ( igu a da di ei a)

42
Figu a 23: In o mação sob e o ópico "
/message_s o e/inse
"
Como espe ado, o ópico em um publicado , que é o Nó “/
signbo _simula o _co e
”. O Nó usa es e ópico
pa a aze pedidos à base de dados, e es e e o na as poses do ges o da pala a pedida. O Nó subsc i o é o Nó
denominado de “/
message_s o e
”. Es e Nó é que ealmen e in e age com a base de dados. Caso não
encon e a pala a p ocu ada na base de dados e o na uma mensagem azia pa a ale a que a pesquisa oi
in álida.
3.4
Implemen ação da IG
Como oi desc i o no capí ulo an e io , pa a se manda um pedido pa a in e p e a um conjun o de
pala as é p eciso en ia uma mensagem pelo ópico “/
ph asePL
, a a és da linha de comandos. A linha de
comandos não é mui o in ui i a po que o ça o u ilizado a conhece o p oje o, pois p ecisa de e
conhecimen o das pala as que exis em na base de dados, como ambém de a anca o p o- g ama, conhece
ROS o su icien e pa a sabe como se en ia mensagens pa a os ópicos, a a és da linha de comandos, e
ambém e conhecimen o quais são os ópicos esponsá eis po ecebe as pala as pa a se em aduzidas e
en iadas pa a o simulado . Dado is o, oi implemen ada uma
G aphical Use In e ace
(IG), pa a simpli ica ao
u ilizado o uso da aplicação.
Vá ios modelos de
design
e am possí eis de implemen a , mas dinimuiu-se pa a que a IG espei a-se
odos os equisi os do p oje o. É espe ado que o p oje o enha uma in e ace
use iendly
, simples e in ui i a,
como ambém a sua usabilidade se abs aia do modo de execução da aplicação, ou seja, se possí el aos
u ilizado es p emi um bo ão e com ele aze co e a aplicação sem e a noção de como es e unciona. Com
isso em men e, chegou-se a uma conclusão que esul ou na seguin e igu a, Figu e 11, que ep esen a um
diag ama de casos de uso da in e ace.
43
Figu a 24: Diag ama de use case da aplicação IG
Com o diag ama p esen e acima, é possí el en ende que o u ilizado só ai e isibilidade apenas a
bo ões que ep esen am pala as ou ases, e às caixas de ex os que mos am a mensagem a en ia , como
ambém o es ado da aplicação. O u ilizado só es á habili ado na IG a p emi os bo ões disponí eis e es es
iniciam p ocessos em backg ound. Is o é, odos os bo ões quando são p emidos a ualizam a caixa de ex o da
mensagem a en ia . Em ou os cená ios, bo ões especí icos podem a ualiza a caixa de ex o do es ado, como
os casos do bo ão de en ia a mensagem e limpa a mensagem. Há dois p ocessos que abalham com os
a o es de saída, a aplicação em si e o simulado Gazebo. Quando se a anca a janela da IG, es e a anca um
p ocesso em backg ound pa a execu a um sc ip esponsá el pa a inicia o simulado Gazebo e ins ancia o
modelo do obô. Ou o p ocesso só é a i ado quando o bo ão de en ia mensagem o p emido. Es e p ocesso
i á execu a ou o sc ip esponsá el pa a en ia a mensagem a um ópico, ins anciado pela aplicação, que
es a á à espe a de ecebe mensagens com o ex o em LP, pa a se em aduzidas pa a LGP e en iadas pa a o
obô i ual.
44
A ap esen ação da aplicação é compos a po uma janela do simulado Gazebo, que é imedia amen e
ins anciada, quando a IG a anca e uma janela desen ol ida po Q C ea o em C++ pa a mos a as possí eis
opções de pala as que exis em na base de dados e o es ado da aplicação, como se pode e nas igu as 25 e
26.
Figu a 26: Janela IG da aplicação
Na igu a acima, igu a 26, e i ica-se que a janela IG es á sepa ada po ês secções, uma na
Figu a 25: Ap esen ação ge al da aplicação
45
esque da que con ém seis bo ões, com cinco deles a ep esen a em uma a duas pala as simples como a
le a “B”, “Eu”, “Bom dia”, “Pode ”, “Ajuda ” e o sex o bo ão é uma ase p é-de inida, “Bom dia! Em que
posso ajuda ?”. A secção da di ei a em uma caixa de ex o, que mos a as pala as/ ases selecionadas a
pa i dos bo ões da secção da esque da e abaixo da caixa de ex o em dois bo ões, o “En ia ”, que é pa a o
u ilizado en ia o pedido de adução pa a um ópico especí ico e o bo ão “Limpa mensagem” que limpa
odas as pala as/ ases que o am inse idas na caixa de ex o. A e cei a e úl ima secção encon a-se
posicionada no undo da janela e é esponsá el po mos a o es ado da aplicação. Es a secção é só compos a
po uma caixa de ex o pa a en ia algumas mensagens sob e o es ado da aplicação, como a adução da
mensagem, se a aplicação es á p on a pa a começa a in e p e a pala as ou en ão da o eedback que a
mensagem oi lida e ai en ia os ges os pa a a simulação.
Selecionando os bo ões das pala as/ ases na secção da esque da, es as começam a se egis adas na
caixa de ex o da secção da di ei a, como se pode e nas p óximas imagens. É de no a que a janela IG
pe mi e a possibilidade de o u ilizado aduzi uma ou á ias pala as num só en io pa a o ópico que espe a
pala as pa a aduzi .
Após a escolha das pala as a aduzi , o p óximo passo é a escolha de apaga a mensagem que se
cons uiu ou se p e ende en ia a ase pa a a aplicação in e p e a . A igu a abaixo, igu a 28, ap esen a um
Figu a 27: Janela IG - com á ias pala as
52
Pode
8.30
2
F ase: “Bom dia! Em que
posso ajuda ?”
27
6
Analisando a abela 5, pode-se conclui que o obô é mui o mais len o, mas is o de e-se po que oi pedido
a um p a ican e com mui a expe iência, ou seja, es e sujei o já em mui a p á ica e luidez no mo imen o.
Pa a inician es da língua a elocidade é eduzida, pois encon am-se na ase de ap endizagem e ambém
p ecisam de e os ges os mais len amen e pa a consegui em en ende , po isso, pode-se ap o ei a o obô
se mais len o pa a que qualque sujei o, inician e ou expe ien e, en enda os ges os.
Ou o pon o a e idencia é que oi es abelecida uma elocidade que se conside ou boa pa a a
comp eensão dos ges os execu ados, caso essa elocidade seja conside ada demasiado len a, é semp e
possí el al e a os empos de execução, dado que no simulado não exis em limi ações das elocidades de
o ação e deslocamen o dos memb os. Po isso, de momen o, o obô em es a elocidade, pa a que
qualque indi íduo pe ceba os ges os, mas é possí el no u u o acele a os mo imen os do obô no
simulado , sem e alguma penalização.
4.3
Tes e com p a ican es LGP
Es e es e oca-se em alida o p oje o como um odo, pa a isso oi pedido a um pequeno g upo de
pessoas que sabem LGP pa a e em o obô 3D do simulado a aze ges os que de uma pala a ou ase.
Com esse in ui o, pediu-se p incipalmen e a in é p e es de LGP pa a aze em de a aliado es. O obje i o do
es e é analisa e a alia o desempenho do obô i ual a ep oduzi os ges os. O es e que se p opôs a aze
com os in é p e es se ia um es e p á ico, is o é, sem nenhum uso de guias de alhados com os passos a
execu a . P e endeu-se mos a a aplicação a co e e da a libe dade ao in é p e e de mexe na aplicação,
dada a sua in e ace se simples e com um pequeno leque de bo ões pa a explo a . Des a o ma, os
u ilizado es inham odo o con olo do es e, escolhendo os ges os que deseja am e e aze as
combinações à sua escolha.
Com a in e ace da aplicação, o u ilizado podia execu a um ges o es á ico, que e a uma le a do
al abe o, le a ”B”; ges os dinâmicos que ep esen am pala as como “bom dia”, “ajuda ”, “eu” e “pode ”;
e o úl imo bo ão con inha uma ase p é-de inida pela aplicação, “Bom dia. Em que posso ajuda ?”. Os
es es en ol iam o u ilizado a p emi um bo ão pa a isualiza esse especí ico ges o que que ia e ou en ão
um conjun o deles, dado que a aplicação só começa a aduzi quando o u ilizado ca ega no bo ão de
“en ia ”. Sendo assim, a aplicação pe mi e a opção de mis u a um conjun o de pala as que exis am na

53
biblio eca (base de dados) conseguindo o ma uma ase. Is o de e-se po que a aplicação ainda não em a
uncionalidade de adução in eligen e, em que é capaz de in e p e a ases de LP pa a LGP.
4.3.1
Resul ados
No im dos es es o am ei as algumas pe gun as ace ca da ep esen ação dos ges os que o obô 3D
execu ou, endo como inalidade das pe gun as pe cebe se esses ges os e am capazes de se in e p e ados
po qualque indi íduo que ale LGP, ou a é mesmo pe cebe o quão p óximo o am os ges os de eplica
pe ei amen e uma pessoa.
Foi pedido aos es ado es que desc e essem o que pensa am ace ca do p oje o. Pedindo que
classi icassem os ges os em e mos de luidez de mo imen ação dos memb os, de apidez e se e am bem
dis in os e áceis de comp eende na u almen e. Depois de ecolhida oda a in o mação do g upo de pessoas
que es a am a aplicação, as conclusões dos esul ados es ão iden i icadas na abela abaixo, abela 6. Os
alo es da abela demons am as a aliações numa escala de 1 a 5. Sendo 1 - disco do complemen e; 2 -
disco do; 3 - indi e en e; 4 - conco do e 5 - conco do comple amen e.
Tabela 6: Resul ado do es e do p o ó ipo
Os ges os que
o am ápidos?
Os mo imen os
dos ges os
o am luidos?
O ges o oi
ácil de
iden i ica ?
Consegui iden i ica odo
o con ex o da ase?
Le a B
5
5
5
NA
Bom dia
4
4
5
NA
Ajuda
4
4
5
NA
Eu
5
4
5
NA
Posso
4
5
5
NA
F ase “Bom dia em que
posso ajuda ?”
4
4
5
4
Vá ias pala as ag upadas
alea o iamen e
3
3
4
-
Uma das ques ões ealizadas inqui ia sob e a apidez e luidez dos ges os, pa a cada cená io,
en endendo que um ges o ápido é de e minado pelo quão ápido oi ei o, quando esse é compa ado com a
elocidade média de um p a ican e de LGP, e a luidez do ges o, a o ma como os memb os se mexem.
Nes a secção obse a-se que a classi icação 5 aplica-se p incipalmen e a ges os que só eque em um
54
mo imen o e a classi icação 4 é a média da soma de odos os es es, sendo is o algo espe ado dado que, no
desen ol imen o dos ges os, um dos pa âme os da de inição do ges o é o empo que de e demo a a
mo imen a -se. Os empos baseiam-se na du ação que os p a ican es de LGP demo am a aze e apesa de
o obô e o mesmo empo a mo e os memb os, o empo associado à ansição de um mo imen o pa a
ou o já não se assemelha ao do se humano, dado que a máquina, o compu ado do desen ol edo ,
demo a a p ocessa . Daí se expec á el que as a aliações andem em o no do alo 4.
As a aliações com alo 3 esul am de se a a de á ias pala as, com um ou mais ges os, pois quan as
mais ansições de mo imen os o obô em que aze , mais a máquina ac esce empo de p ocessamen o a
essa pa e. É, igualmen e, no mal que as pessoas açam uma pequena pausa depois de cada ase ou
conjun o de pala as, no en an o como a aplicação não em essa sensibilidade es á, po de ei o, aze uma
pequena pausa após cada pala a.
Ou as ques ões ei as ab angiam: se o ges o e a acilmen e econhecido, pa a isso a aliou- se se o ges o
e e ua a a aje ó ia ce a; e se os memb os es a am bem posicionados ao ep esen a o ges o. Nes a
ques ão o esul ado a ingiu alo es quase ideais, em que odas as pala as e a ase o am acilmen e
iden i icadas e ep esen adas. O p oblema su gia quando o u ilizado cons uía um conjun o de pala as.
Como algumas pala as em LGP êm á ios con ex os, implica que nem odas pala as em LP co espondem
apenas a um ges o em LGP e como a biblio eca oi p epa ada com associações de um pa a um, is o é, uma
pala a em LP só es á ligada a um ges o em LGP, nesses casos especí icos a aplicação não i á co esponde
aos ges os ce os.
A úl ima ques ão aplica-se apenas pa a o cená io da ase, po an o na abela acima, abela 6, a úl ima
coluna só se á p eenchida quando se e e i à ase. O obje i o des a ques ão e a pe cebe se a ase es a a
bem ep esen ada, não só mos ando os ges os co e amen e, mas ambém dando emoção à ase, po que
em LGP po ezes in ensi icam-se algumas ases, pa a da mais signi icado às ações. Como o obô não em
ca a, as emoções são não exis en es.
4.4
Sumá io
Pa a a aliação do p oje o o am ealizados alguns es es, ei os a a és da IG da aplicação. Vá ios
cená ios o am ap esen ados pa a expe imen a , depois deu-se a possibilidade de as pessoas que es a am a
aplicação con uí em o seu p óp io conjun o de pala as, escolhidas po elas. Os es es basea am-se em
ep esen a um leque pequeno de pala as, dado o p oje o se uma p o a de concei o. Sendo que as
pala as de inidas o am: le a “B”, “eu”, “pode ”, “ajuda ”, “bom dia” e a ase “Bom dia! Em que posso
55
ajuda ?”. C onome ou-se os empos de execução de cada um dos ges os pa a acilmen e se pode
compa a com os empos execu ados po uma pessoa, os esul ados le a am à conclusão que um se
humano com expe iência é mais luen e e ápido, mas, mesmo assim, os empos que o obô a ingiu não são
maus, e a sua elocidade assemelha-se à de um inician e. Sendo assim, o obô mos a e a elocidade ce a
pa a que qualque p a ican e de LGP, independen e da sua expe iência, acilmen e en enda o que o obô
es á a dize .
No inal o am ei as algumas ques ões a espei o da aplicação. Como po exemplo, se os ges os o am
bem ei os, ápidos e luídos. Os esul ados ob idos p o am se posi i os, mas ambém se encon a am
algumas limi ações do p oje o, sendo uma delas a al a de os o pa a mos a exp essões aciais enquan o
aduz ases, dado que o os o é um a o undamen al pa a quando se que in ensi ica o con ex o de uma
ase.
56
5 Conclusão e pe spe i as u u as
_________________________________________________________________________________
O in e esse des e p oje o é de o es uda e implemen a um sis ema iá el e al amen e esponsi o em
empo eal que em como obje i o esol e um p oblema, na á ea da saúde, ocando-se maio i a iamen e
nas pessoas com de iciências, mais especi icamen e su das e/ou mudas. Foi planeado pa a es e p oje o
implemen a os equisi os com apoio das in aes u u as e uncionalidades da á ea de obó ica, is o é, o
p oje o é mul idisciplina e in e age com a á ea de obó ica aplicada à saúde. Du an e o desen ol imen o do
p oje o ealiza am-se os seguin es passos:
•
Es udo e comp eensão de ou as aplicações com o mesmo âmbi o o iundo do es angei o;
•
Explo ação de alguns simulado es, de modo a consegui de ini qual o melho simulado pa a
implemen a as uncionalidades eque idas du an e a análise do p oje o;
•
Desenho de um modelo gené ico de um obô humanoide, baseado nas medidas de se humano
adul o;
•
Implemen ação de uma in aes u u a de modo a se capaz de co e a aplicação sem es a
dependen e do obô ísico, se ápida e con endo odas as uncionalidades essenciais pa a p o a
o concei o;
•
Implemen ação de uma base de dados não elacional pa a a mazena odos os ges os já
adqui idos, p eocupando-se com a pe o mance da aplicação e es abilidade;
•
Implemen ação de uma aplicação IG pa a acili a a ealização dos es es, como ambém a
in odução des a no a in aes u u a pa a ou as pessoas.
5.1
Conclusões
A comunicação ia ges os semp e oi uma boa manei a pa a indi íduos que es ão impossibili ados de
comunica o almen e, de ido a esse a o , a língua ges ual, nes e caso LGP, oi c iada pa a ajuda pessoas
que não pode iam usa a ala. Na obó ica já se e i icam ambém os p imei os passos a se implemen ados
e e en es à comunicação ia ges os.
Pa a es e p oje o p opôs desen ol e uma in aes u u a que aduzisse e manipulasse memb os
obó icos, como mãos e b aços, pa a se consegui ealiza ges os associados a uma pala a em LP. Dando
assim a possibilidade de a ança mais uma e apa de in e ação en e Homem e máquina. O obje i o e a
57
consegui implemen a um p o ó ipo capaz de apoia pessoas com de iciência, c iando uma aplicação capaz
de aduzi pala as em LP pa a LGP. Ou o aspe o impo an e a e e é de se es a a implemen a um
p oje o com oco a se o na uma in aes u u a abs a a, ou seja, que não depende das p op iedades ísicas
do obô, capaz de simula um modelo gené ico, mos ando os ges os e sabendo que o que apa ece no
simulado se á uma ep esen ação idedigna do que i á acon ece com um obô ísico.
As pessoas que es a am a in aes u u a esponde am posi i amen e às pe gun as ei as e a i ma am
que a in aes u u a se mos ou capaz de simula e ep esen a ges os de aco do com LGP. Es a conseguiu
cump i os equisi os de inidos, alcançando boas espos as ace ao p oblema p opos o. Além das espos as
posi i as indas pelos que es a am a aplicação, os in é p e es p o issionais de LGP iden i ica am um
pequeno p oblema, sendo es e a incapacidade de o obô mos a exp essões aciais, dado que em LGP, pa a
além de se usa as mãos pa a comunica , ambém se usa algumas exp essões na ca a pa a ealça ce as
pala as, no caso de desc ição de emoções ou quando se e e e a p opo ções de um obje o.
5.2
Limi ações
Um dos p incipais p oblemas iden i icados pelos in é p e es de LGP que chega am a es a o p oje o oi o
ac o de o obô não e uma ca a. Is o p ejudica os ges os em LGP po que a Língua não só usa as mãos e os
b aços, mas ambém exp essões aciais. Es as êm um a o signi ica i o pois os u ilizado es de LG usam as
exp essões aciais pa a salien a algo, como po exemplo, só exis e apenas um ges o pa a dize “pequeno”,
mas com as exp essões aciais pode-se salien a se o que se e e e é “pequeno” ou “mui o pequeno”.
Ou o p oblema e e ia-se à elocidade a co e os ges os, em que o empo que o obô demo a nas
ansições de mo imen os acaba po se o na g ande, depois de uma b e e in es igação concluiu-se que
is o se de e ao compu ado usado, pois po se um compu a- do po á il, com alguns anos, a execução do
ROS, do Gazebo, mais a aplicação deixa am o compu ado len o. Es e p oblema não oi iden i icado como
sendo de g ande isco, já que ocando po um compu ado mais ecen e, com maio pode compu acional
o na ia a execução da aplicação e e amen as de e cei os mais luen e e mais ápidas.
O p oje o oi desen ol ido com o in ui o de se uma p o a de concei o, como al es a in aes u u a é
apenas um p o ó ipo pa a mos a as capacidades que a obó ica pode a ingi . A sua base de dados de
ges os/pala as ainda é mui o eduzida, pois o am egis ados apenas alguns ges os com o in e esse de
c ia um pequeno leque de exemplos pa a pô em p o a o concei o do p oje o.
5.3
Con ibuições do p oje o

58
Es e p oje o des inou-se a in es iga uma á ea com pouca explo ação, como al, in e essa a c ia uma
base pa a que ou os pudessem usu ui dela nos seus p oje os ou en ão pa a a melho a , co igindo ce as
alhas ou limi ações que o am iden i icadas nos capí ulos an e io es. Sendo assim, o que se p e endia com
es e p oje o e a c ia se possí el uma in aes u u a iá el e gené ica pa a qualque ipo de obô humanoide,
pa a que quem p ecisasse de usa ges os pudesse e es a in aes u u a, como acon ece em ou os p oje os
exis en es em ROS, que é c ia packages, aplicações ou mesmo in aes u u as, pa a o in e esse do p óp io
desen ol edo e pa a e cei os.
5.4
T abalho pa a u u o
Sendo es e p oje o um p o ó ipo há ce os elemen os que o am implemen ados com o in e esse de
ap esen a um concei o, como al, na base de dados é necessá io ac escen a mais dados, is o é, inse i
mais aduções de pala as LP pa a LGP.
Um dos aspe os mencionados pelos in é p e es de LGP oi a ausência de uma ca a no obô. Pa a
abalho u u o pode -se-ia desenha uma ca a pa a o obô, onde os olhos, sob ancelhas e boca ossem
deslocá eis, com essas pa es da ca a deslocá eis, o obô pode ia ge a algumas exp essões aciais básicas
enquan o aduzia o ex o. Pode ia se es udada e implemen ada uma in eligência a i icial, IA, ocada na
ge ação de exp essões, pa a que o obô osse capaz de demons a exp essões enquan o azia os ges os.
Is o podia basea -se no con ex o da con e sa ou ex o, pa a acili a qual a exp essão a usa .
De momen o a in aes u u a consegue aduzi pala as indi iduais, mas al a-lhe uma componen e de IA
pa a que assim a in aes u u a possa acei a ases ou ex os, aduzindo-os de aco do com as pala as e o
con ex o, dado ha e ce as pala as em que a adução não é di e a pois depende do con ex o.
59
Bibliog a ia
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68

69
70
A.2. Especi icação dos ges os
1- Le a b
Es e ges o é es á ico. O punho ce ado de e es a no cen o do onco, com o polega
es icado pa a cima, pa alelo à linha do onco.
71
2 - Mãos em epouso (posição de aul )
Os b aços e as mãos de em es a es icados pa a baixo, pa alelos ao onco.
72
3 - “Bom dia”
Es e ges o é dinâmico, sendo po isso cons i uído po ês pa es. Na p imei a ase de e-se
execu a o ges o que ep esen a a le a “b”, o punho ce ado de e es a no cen o do onco, com o
polega es icado pa a cima, pa alelo à linha do onco. Na segunda ase, de e-se es ica odos os dedos da
mão. Na e cei a e úl ima ase de e-se oda o b aço pa a cima a é pe aze 90 g aus.
73
4 - “Ajuda ”
Es e ges o é dinâmico, sendo po isso cons i uído po duas pa es. Na p imei a ase, ambas as
mãos posicionam-se na zona do pei o, com os dedos es icados e palmas i ada pa a cima. Na segunda
ase, desloca-se ambas as mãos pa a a en e.

74
5 - “Eu”
Es e ges o é dinâmico, sendo po isso cons i uído po duas pa es. Na p imei a ase, a mão
posiciona-se na zona do pei o, mas a as ado do mesmo. A mão es á ce ada exce o o dedo indicado , que
ica es icado apon ando pa a o pei o. Na segunda ase, desloca-se a mão pa a mais pe o do pei o.
75
6 - “Pode ”
Es e ges o é dinâmico, sendo po isso cons i uído po duas pa es. Na p imei a ase, a mão es á
ce ada e encos ada debaixo do queixo. Na segunda ase, a mão desloca-se na di eção en e e baixo
es ando a oda o punho pa a a en e, simul aneamen e os dedos polega e indicado desdob am, a é
ica em comple amen e es icados.
76
A.3. Ca a e ís icas do compu ado
Modelo do compu ado
SATELLITE L755-13W
Modelo do P ocessado
In el(R) Co e (TM) i5-2410M
Núme o de Co es
4
Velocidade de P ocessamen o
2.30 GHz
G á ica
NVIDIA GeFo ce GT 525M
RAM
4 GB DDR3
Sis ema ope a i o
Linux Ubun u 14.04 ( us y)
Ke nel
4.4.0-141-gene ic