Robô autônomo com visão computacional para separação de materiais recicláveis

Abstract

A gestão de resíduos sólidos é um dos maiores desafios da sociedade moderna, devido ao aumento da geração de lixo e seus impactos ambientais. A onda robótica como uma alternativa promissora para abordar esse problema de forma sustentável. Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um robô coletor de lixo reciclável, que não apenas otimiza a separação e coleta de resíduos, mas também atua como ferramenta educativa para promover a conscientização ambiental. O robô utiliza tecnologias como o ESP32-CAM e o ESP32, integrando visão computacional e controle robótico. O ESP32-CAM, equipado com uma câmera, identifica materiais recicláveis, enquanto o ESP32 controla o braço robótico responsável pela coleta. Por meio de algoritmos de Machine Learning, o sistema classifica materiais e envia comandos ao braço robótico, garantindo precisão e eficiência em tempo real. Além de sua funcionalidade técnica, o robô desempenha um importante papel educacional. Os estudantes envolvidos em sua construção e operação desenvolvem habilidades práticas e teóricas, conectando conceitos de robótica e sustentabilidade. A robótica educacional promove o aprendizado empírico, estimula o pensamento crítico e desperta a curiosidade científica, formando uma geração mais consciente e engajada com questões ambientais. Testes com o protótipo demonstram sua eficácia em diferentes cenários, identificando e separando resíduos como plásticos, papel e metal com alta precisão. O impacto do projeto na comunidade foi igualmente positivo, incentivando práticas mais responsáveis de reciclagem e descartes adequados, além de aumentar a conscientização ambiental entre os participantes. O projeto ressalta a importância de integrar sustentabilidade à tecnologia. A gestão eficiente de resíduos contribui para a redução de impactos ambientais e apoia metas globais, como os objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS). O robô coletor combina inovação tecnológica com responsabilidade ambiental, destacando-se como uma solução prática e educativa.

The management of solid waste is one of the greatest challenges of modern society due to the increasing generation of waste and its environmental impacts. Robotics emerges as a promising alternative to address this issue sustainably. This study presents the development of a recyclable waste collecting robot, which not only optimizes the sorting and collection of waste but also serves as an educational tool to promote environmental awareness. The robot uses technologies such as the ESP32-CAM and ESP32, integrating computer vision and robotic control. The ESP32-CAM, equipped with a camera, identifies recyclable materials, while the ESP32 controls a robotic arm responsible for collection. Using Machine Learning algorithms, the system classifies materials and sends commands to the robotic arm, ensuring real-time precision and efficiency. In addition to its technical functionality, the robot plays an important educational role. Students involved in its construction and operation develop practical and theoretical skills, connecting concepts of robotics and sustainability. Educational robotics promotes experiential learning, stimulates critical thinking, and inspires scientific curiosity, shaping a generation that is more conscious and engaged with environmental issues. Tests conducted with the prototype demonstrated its effectiveness in various scenarios, identifying and separating waste such as plastic, paper, and metal with high accuracy. The project’s impact on the community was equally positive, encouraging more responsible recycling practices and proper waste disposal, while also raising environmental awareness among participants. The project highlights the importance of integrating sustainability with technology. Efficient waste management reduces environmental impacts and supports global goals such as the Sustainable Development Goals (SDGs). The waste-collecting robot combines technological innovation with environmental responsibility, standing out as both a practical and educational solution.