USP desenvolve controle remoto intuitivo para braços robóticos

Pesquisadores do CRob (Centro de Robótica) da USP (Universidade de São Paulo) em São Carlos, no interior do estado, desenvolveram um sistema que permite controlar braços robóticos usando apenas os movimentos do próprio braço.

A tecnologia substitui os tradicionais controles tipo joystick e foi eleita melhor trabalho no Simpósio Latino-Americano de Robótica de 2025.

O projeto funciona de forma simples: uma câmera rastreia a posição do pulso do operador e traduz seus movimentos em tempo real para o robô.

Segundo Murilo Vinicius da Silva, 21, estudante de engenharia da computação e um dos autores da pesquisa, o objetivo era democratizar o acesso à tecnologia.

"O nosso foco era pegar essas ferramentas e facilitar a vida. Nada mais intuitivo do que você controlar o braço do robô com o seu próprio braço."

O sistema utiliza uma câmera de profundidade que identifica pontos do corpo humano — pulso, ombro e cintura — para calcular a posição e movimento do braço. Esses dados são então convertidos em comandos para o robô, levando em conta que o braço mecânico é maior que o humano.

"A gente pega a posição do braço em relação à própria pessoa e não à câmera. Tem toda essa questão de calibração que foi um grande desafio", afirma Silva.

O maior obstáculo foi transmitir os movimentos com precisão e velocidade. O sistema precisava responder em tempo real, como se fosse um controle de videogame, mas com a exatidão necessária para operações industriais.

"Foram necessárias diversas tentativas, mas os resultados foram bem-sucedidos. A gente foi moldando, foi errando, acertando, errando", diz Silva..

Três modos de operação

O sistema oferece três formas de controle, acionadas por gestos com os dedos. Com um dedo levantado, ativa-se o modo manual, onde o operador controla cada movimento. Com dois dedos, o modo semiautônomo é acionado — o robô detecta objetos automaticamente e auxilia o movimento.

Com a mão fechada, o modo totalmente autônomo funciona: o operador apenas escolhe o objeto e o robô realiza a tarefa sozinho.

O projeto conta com apoio da Petrobras, que pretende usar a tecnologia em plataformas offshore —instalações de exploração de petróleo e gás em alto-mar. Nesses locais, ambientes explosivos e tóxicos tornam impossível a presença humana.

"A ideia é realmente ter muitos robôs na plataforma, que façam tanto a identificação dos objetos quanto o mapeamento dela e a sua manutenção", explica Silva.

Marcelo Becker, professor da EESC-USP (Escola de Engenharia de São Carlos da USP) e coordenador do projeto, contextualiza a importância da iniciativa.

"A ideia central é utilizar robôs para operações em áreas de risco, seja em plataformas offshore ou em refinarias. Ao invés de enviar pessoas para uma área explosiva, enviamos um robô."

O projeto envolve mais de 50 alunos, professores e pesquisadores e representa uma parceria de médio e longo prazo com a Petrobras.

Do laboratório à realidade

Antes de chegar às plataformas, o sistema passou por rigorosos testes. Os pesquisadores criaram um ambiente de simulação para validar precisão, capacidade de resposta e mecanismos de segurança.

Posteriormente, realizaram experimentos reais onde operadores pegavam objetos do cotidiano e os colocavam em caixas de armazenamento.

A precisão do sistema foi comprovada através de comparação com marcadores reflexivos profissionais —os mesmos usados em cinema. Os resultados mostram que o tempo de resposta é praticamente idêntico. "A precisão é incrível", confirma Silva.

Próximos passos

Os pesquisadores pretendem contar com participação de pessoas especializadas e não especializadas para validar ainda mais o funcionamento do sistema. Também buscam uma implementação mais generalista, aplicável a diferentes tipos de robôs além do Spot, da Boston Dynamics, usado nos testes iniciais.

Becker reforça a visão de longo prazo. "Ao médio prazo, o objetivo é alcançar a atuação autônoma. Estamos progredindo gradualmente, iniciando pela simulação, seguida da implementação em ambiente laboratorial.

Posteriormente, vislumbramos a aplicação em cenários específicos e, em parceria com a Petrobras, o desenvolvimento de aplicações no Centro de Pesquisa da empresa, e eventualmente em plataformas e refinarias".

A USP também está investindo na infraestrutura do projeto. Um novo prédio do Centro de Robótica está sendo construído no Campus 2 de São Carlos, com investimento de R$ 70 milhões apoiado pela Petrobras.

Para Silva, essa estrutura representa uma oportunidade única ainda durante a graduação. "É muito bom ter essa experiência, essa estrutura e essa oportunidade de fazer coisas muito legais ainda na graduação."