Robô guia para deficiente visual

Abstract

Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um robô guia para deficientes visuais, projetado para auxiliar na navegação em ambientes com obstáculos, utilizando componentes de baixo custo e acessíveis, como Arduino Nano, sensor ultrassônico e servo motores. O objetivo principal foi criar uma solução assistiva funcional, capaz de detectar e desviar de obstáculos, promovendo maior autonomia e segurança para pessoas com deficiência visual. A metodologia adotada incluiu o uso do software Autodesk Inventor para modelagem 3D das peças, que foram impressas em 3D com filamento PLA e combinadas com suportes em MDF para compor a estrutura física do robô. A programação foi realizada na plataforma Arduino IDE permitindo que o Arduino Nano recebesse os dados do sensor ultrassônico e comandasse os servos motores para desviar de obstáculos identificados. Os testes foram realizados em um ambiente controlado com diferentes tipos de obstáculos, como paredes, colunas e objetos móveis, visando avaliar a capacidade do robô de responder a situações diversas. Os resultados indicaram que o robô apresenta um bom desempenho em relação a obstáculos fixos, com uma taxa de desvio de 95% para paredes e de 85% para colunas. No entanto, apresentou limitações em ambientes com obstáculos móveis, com uma taxa de sucesso de 75%, e na detecção de objetos fora do seu ângulo central. Esses dados sugerem que, apesar da viabilidade do sistema, a capacidade de resposta a obstáculos dinâmicos e o campo de visão do sensor podem ser aprimorados. Como conclusão, o estudo demonstrou que é possível desenvolver um robô guia de baixo custo para deficientes visuais com resultados satisfatórios para ambientes controlados, embora o protótipo apresente limitações que devem ser trabalhadas para um uso mais abrangente. Pesquisas futuras podem explorar o uso de sensores adicionais, como câmeras e sensores infravermelhos, para ampliar o campo de visão e a precisão em situações dinâmicas, e implementar algoritmos de controle mais robustos, integrando tecnologias de inteligência artificial. Palavras-chave: Robô guia. Deficiência visual. Arduino Nano. Navegação assistiva. Sensores ultrassônicos.

This paper presents the development of a guide robot for visually impaired individuals, designed to assist in navigation in environments with obstacles, using low-cost and accessible components, such as Arduino Nano, ultrasonic sensor and servo motors. The main objective was to create a functional assistive solution, capable of detecting and avoiding obstacles, promoting greater autonomy and safety for visually impaired individuals. The methodology adopted included the use of Autodesk Inventor software for 3D modeling of the parts, which were 3D printed with PLA filament and combined with MDF supports to compose the physical structure of the robot. The programming was performed on the Arduino IDE platform, allowing the Arduino Nano to receive data from the ultrasonic sensor and command the servo motors to avoid identified obstacles. The tests were carried out in a controlled environment with different types of obstacles, such as walls, columns and moving objects, aiming to evaluate the robot's ability to respond to different situations. The results indicated that the robot performs well in relation to fixed obstacles, with a 95% avoidance rate for walls and 85% for columns. However, it presented limitations in environments with moving obstacles, with a success rate of 75%, and in detecting objects outside its centrais angle. These data suggest that, despite the viability of the system, the response capacity to dynamic obstacles and the sensor's field of view can be improved. In conclusion, the study demonstrated that it is possible to develop a low-cost guide robot for the visually impaired with satisfactory results for controlled environments, although the prototype presents limitations that must be worked on for a more widespread use. Future research can explore the use of additional sensors, such as cameras and infrared sensors, to expand the field of view and accuracy in dynamic situations, and implement more robust control algorithms, integrating artificial intelligence technologies. Keywords: Guide robot. Visual impairment. Arduino Nano. Assistive navigation. Ultrasonic sensors.