Utilização de visão computacional e robótica colaborativa para a coleta seletiva de lixo

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Meneguelli, Rafael
• Orientador(a): Resende, Cassius Zanetti
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Serra
• Palavras-chave em Português: Robótica; Visão por computador; Coleta seletiva de lixo; Resíduos sólidos - Reaproveitamento; Robôs
• Link de acesso: https://repositorio.ifes.edu.br/handle/123456789/2442

RESUMO: Um dos maiores problemas ambientais que a humanidade vem enfrentando é a quantidade de resíduos gerados. O Brasil é um dos países do mundo que mais gera resíduos sólidos urbanos e que possui um dos maiores contingentes de pessoas que separam esses resíduos manualmente, muitas vezes em deploráveis condições de trabalho. A coleta seletiva consiste basicamente na separação de resíduos recicláveis. A utilização de sistemas automatizados é uma alternativa para tornar a separação de resíduos mais eficiente e segura. Assim, este trabalho descreve a implementação de um sistema para separação dos materiais, combinando a atuação de um robô colaborativo e o uso de métodos baseados em visão computacional utilizados para detectar 04 tipos principais de resíduos sólidos, a saber, vidro, metal, papel e plástico. Para detectar cada tipo de resíduo sólido, foram utilizadas duas redes neurais convolucionais distintas, a Mask R-CNN e a YoloV5. Os resultados obtidos mostram que a pose dos objetos é obtida com uma precisão adequada para a tarefa utilizando-se ambos frameworks, contudo a rede YoloV5 se demostrou mais adequada ao problema, pois foi capaz de classificar objetos na imagem com tempo inferior a 0,01s. Nos experimentos práticos realizados, o robô colaborativo se desloca até a pose calculada, captura o resíduo e o deposita no recipiente correspondente a seu tipo automaticamente, simulando um sistema industrial de separação de material reciclável. Os comandos de controle de movimento e a integração do sistema de visão foram realizadas utilizando-se a linguagem Python. Ressalta-se que foi desenvolvida uma biblioteca própria para o envio de comandos de movimentação do robô. O sistema protótipo desenvolvido demonstra-se robusto e cumpre com o objetivo do trabalho, que é realizar a coleta seletiva do lixo de forma autônoma.