O estudo da locomoção de robôs autônomos pode ser inspirado na análise simplificada do movimento de insetos. Um robô hexápode, que reproduz a estrutura básica de um inseto de seis pernas, é o tema de estudo deste trabalho. Busca-se promover melhorias na estrutura mecânica e eletrônica de um hexápode, de maneira a incluir algoritmos de navegação, por meio de microcontroladores. A estrutura do robô é composta por um microcontrolador, três servos-motores e sensores infravermelhos que fornecem informações relativas a possíveis obstáculos para a navegação. As pernas do robô são agrupadas duas a duas em três pares: frontal e traseira esquerdas; frontal e traseira direitas; e centrais. Cada servo-motor é responsável pela movimentação de um desses grupos. O movimento alternado de subida e descida das pernas centrais permite a movimentação para frente ou para trás dos dois outros grupos, conforme estes são livres do contato com o chão. Objetiva-se também, a partir de uma análise dos diversos movimentos que devem ser executados com as pernas do robô para realizar a locomoção, desenvolver algoritmos de controle embarcado executados pelo microcontrolador, a fim de implementar ações como deslocamentos para frente e para trás, virar à esquerda e à direita, possibilitando assim a navegação do hexápode com contorno de obstáculos em sua trajetória.

O desenvolvimento deste trabalho contou com etapas de pesquisa e implementação. A respeito dos estudos preliminares, os seguintes tópicos foram abordados: (1) estudo da estrutura mecânica e do circuito eletrônico do hexápode; (2) pesquisa e estudo de algoritmos de movimentação de robôs hexápodes; (3) estudo de microcontroladores PIC 16F628 e das linguagens de programação assembly e C para o PIC; (4) estudo do funcionamento de servos-motores CS-60; (5) estudo da modulação por largura de pulso (Pulse Width Modulation – PWM); e (6) estudo de sensores infravermelhos. Com relação à fase de implementação, os seguintes procedimentos foram executados: (1) aperfeiçoamento da estrutura mecânica; (2) implantação de microcontrolador PIC 16F628 no circuito eletrônico; (3) desenvolvimento de códigos em linguagem C para o microcontrolador a fim de realizar a leitura dos sinais de posição dos sensores e o acionamento dos servos-motores por PWM, que foram sendo otimizados e posteriormente incluídos em um programa geral para controle dos movimentos do robô; e (4) validação das melhorias no sistema através de experimentos envolvendo a navegação em terreno plano com obstáculos e em terreno levemente irregular.

Alterações na estrutura mecânica, em relação ao comprimento das pernas, possibilitaram um maior equilíbrio da estrutura física e da simetria do movimento do robô. O uso de sensores infravermelhos permitiu a detecção de objetos a uma distância e angulação satisfatórias para realizar o desvio de obstáculos durante a navegação. A modulação por largura de pulsos PWM mostrou-se eficiente para o acionamento dos servos-motores com o nível de precisão necessária para o posicionamento das pernas do robô, permitindo o controle da velocidade com um torque suficiente para mover a massa do hexápode. Os recursos de entrada e saída de dados do microcontrolador PIC 16F628 deram a funcionalidade necessária para fazer a leitura do sinal dos sensores e o acionamento dos servos-motores. O algoritmo de controle apresentou os resultados esperados no que diz respeito à leitura dos sensores e acionamento dos motores de forma seqüencial, permitindo a locomoção autônoma do robô hexápode com sucesso.

A inspiração biológica pode ser uma importante fonte para a solução de problemas de navegação autônoma em robótica. Em particular, a implementação de algoritmos de controle embarcado através de microcontroladores para a navegação do robô hexápode e as melhorias feitas na estrutura mecânica e eletrônica, apresentaram os resultados desejados, permitindo ao robô movimentar-se com eficiência em ambientes planos com obstáculos e em ambientes levemente irregulares. Apesar da maior eficiência da linguagem assembly no que diz respeito ao uso da memória do controlador, a linguagem C para PIC mostrou-se a mais adequada para este projeto, sendo utilizada devido a sua maior rapidez no que diz respeito à implementação e depuração dos códigos. Além disso, devido a sua facilidade de manipulação, a linguagem C permite o desenvolvimento, de forma mais simples, de novas rotinas no código do programa, caso seja necessário.