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Alumni do Técnico assinam os melhores trabalhos do ano na área da robótica

A Sociedade Portuguesa de Robótica reconheceu distinguiu Pedro Lourenço e Pedro Trindade, autores da melhor tese de doutoramento e da melhor dissertação de mestrado, respetivamente.

Pedro Lourenço, antigo aluno de doutoramento do Técnico, e Pedro Trindade, antigo aluno de mestrado, foram recentemente reconhecidos pela Sociedade Portuguesa de Robótica (SPR). Na base destas distinções estão a tese de doutoramento e a dissertação de mestrado dos alumni, consideradas como as melhores a nível nacional na área da robótica, no ano de 2019. Atribuídos anualmente pela SPR, estes galardões procuram estimular a inovação e o rigor do trabalho de investigação, bem como divulgar trabalhos científicos de qualidade realizados nos vários domínios da robótica.

Intitulada “Globally Convergent Simultaneous Localization and Mapping: Design Techniques, Analysis, and Implementation”, a tese de doutoramento de Pedro Lourenço focou-se no desenvolvimento de algoritmos para localização e mapeamento simultâneos (conhecido por SLAM, em inglês). “Este é, de certo modo, o problema do ‘ovo e da galinha’ no contexto da robótica, porque o seu objetivo é colocar um veículo num ambiente desconhecido e, ao mover-se, construir um mapa e localizar-se no mesmo mapa”, explica o galardoado.  “Para construir o mapa é necessário conhecer a localização e para conhecer a localização é necessário conhecer o mapa”, frisa ainda.

Assim, através do seu trabalho o alumnus procurou desenvolver uma estratégia “que permitisse primeiro separar o problema da localização inercial do problema do mapeamento e seguidamente transformar o problema não linear em linear para que ferramentas clássicas com propriedades de convergência, estabilidade e desempenho ficassem disponíveis”, refere Pedro Lourenço. Apoiando-se no trabalho dos seus orientadores, a abordagem escolhida explora a natureza relativa dos sensores a bordo dos veículos: “primeiro projetámos algoritmos para construir o mapa com base apenas nas medidas relativas ao veículo assegurando a convergência global das suas estimativas, e depois um algoritmo complementar para estimar a trajetória num referencial inercial”, sublinha o autor do trabalho.

De acordo com Pedro Lourenço “a grande vantagem da convergência global, que é a principal contribuição deste trabalho, é que resolve vários dos problemas que algoritmos de SLAM sofrem, como a necessidade de uma inicialização cuidadosa ou o problema do ‘robô raptado’. Para esta avaliação positiva do júri do prémio em relação ao seu trabalho, Pedro Lourenço acredita terem pesado: “as propriedades teóricas dos algoritmos desenvolvidos”, a “abrangência da aplicação da estratégia teórica”, e ainda “a validação experimental de todo o trabalho, com bons resultados práticos demonstrados em cada diferente formulação de SLAM”.

Pedro Lourenço considera a defesa da tese como o “ponto alto do doutoramento” e recorda a “grande satisfação e orgulho” que o invadiram por ver a mesma ser aprovada com distinção e louvor pelo júri. Cerca de um ano depois, este prémio permitiu-lhe reviver o sentimento e a emoção desse momento. O alumnus confessa até que ao longo do seu doutoramento viu vários colegas receberem esta distinção da SPR, alimentando a esperança de que um dia talvez chegasse a sua vez, e assim foi. Para o doutorado este reconhecimento “é também uma prova da qualidade do trabalho realizado pelos investigadores do ISR, e, em particular, do DSOR, onde trabalhei”.

Além de homónimos, os dois vencedores dos prémios da SPR têm em comum esta ligação ao Instituto de Sistemas e Robótica (ISR) onde desenvolveram os seus trabalhos. Também Pedro Trindade confessa a sua felicidade com a atribuição desta distinção à sua dissertação de mestrado. “É sempre muito bom quando o nosso trabalho é reconhecido, neste caso com uma distinção da Sociedade Portuguesa de Robótica”, vinca.

Com o título “Distributed Formation Control of Double-Integrator Vehicles in the Presence of Unknown Constant Disturbances”, a dissertação de mestrado de Pedro Trindade aborda o tópico de controlo de formações de veículos. “Mais concretamente, o meu trabalho incidiu no desenvolvimento de algoritmos distribuídos para o controlo de formações”, indica o alumnus. “Ao abordar este tema, identifiquei um problema relevante, que consiste em controlar estas formações quando os veículos são afetados por perturbações externas”, refere de seguida. Deste modo, e para resolver este problema, Pedro Trindade propôs um novo algoritmo que, ao contrário de soluções existentes, é capaz de corrigir o efeito destas perturbações. “Para mostrar que o algoritmo proposto consegue levar os veículos para a formação desejada, optei por utilizar uma técnica pouco usual, que me permitiu apresentar contribuições inovadoras”, refere.

De forma a complementar os resultados obtidos de um ponto vista teórico, o jovem graduado do Técnico realizou várias experiências, com veículos multirotores, de modo a validar os resultados. “As experiências executadas permitiram então validar com sucesso o algoritmo proposto e demonstrar os benefícios das soluções teóricas propostas aplicadas à robótica aérea”, esclarece Pedro Trindade.  “Apesar das experiências terem sido executadas com quatro multirotores, os resultados são escaláveis qualquer número de veículos”, acrescenta ainda. O antigo aluno do Técnico acredita que esta “forte combinação de resultados teóricos e validação experimental”  da sua dissertação terá contribuído para a distinção da mesma.