Plataforma web para controle e monitoramento de sistemas robóticos em ambiente ROS: Uma solução para execução e supervisão de sistemas robóticos em tempo real

Abstract

O desenvolvimento de sistemas robóticos demanda soluções capazes de integrar módulos construídos com diferentes algoritmos e linguagens de programação, responsáveis por percepção, planejamento, controle e atuação, de modo a favorecer a coordenação entre componentes heterogêneos e a realização de tarefas complexas. Nesse cenário, apresenta-se uma interface voltada ao monitoramento, controle e execução de módulos em sistemas robóticos, cujo objetivo é oferecer um ambiente de alto nível que permita a interação simples e intuitiva entre os colaboradores e os módulos, ao mesmo tempo em que possibilita acompanhar a comunicação entre eles. A solução disponibiliza recursos de visualização do estado do sistema em tempo real, permitindo observar variáveis críticas de desempenho, identificar falhas e analisar registros de execução. Também oferece mecanismos de controle para iniciar e encerrar módulos de forma seletiva, conferindo maior flexibilidade ao gerenciamento das aplicações. Sua arquitetura foi desenvolvida para viabilizar a comunicação entre diferentes módulos a partir do Robot Operating System (ROS), amplamente utilizado na área. Experimentos conduzidos em cenários simulados e reais demonstraram que a interface reduz o tempo de configuração e a necessidade de conhecimento técnico aprofundado, aumentando a eficiência no desenvolvimento e teste de experimentos científicos. Assim, a proposta representa uma contribuição relevante para a robótica aplicada, ao simplificar o desenvolvimento e a operação de sistemas modulares e ao aproximar pesquisa e prática em ambientes acadêmicos e industriais.

The development of robotic systems requires solutions capable of integrating modules built with different algorithms and programming languages, responsible for perception, planning, control, and actuation, in order to enable coordination among heterogeneous components and the execution of complex tasks. In this context, this work presents an interface for monitoring, control, and execution of modules in robotic systems, whose goal is to provide a high-level environment that allows collaborators to interact with the modules in a simple and intuitive way, while also enabling the monitoring of their communication. The solution provides real-time visualization of the system state, allowing the observation of critical performance variables, failure detection, and execution log analysis. It also offers control mechanisms to start and stop modules selectively, providing greater flexibility in application management. Its architecture was designed to enable communication between different modules through the Robot Operating System (ROS), widely adopted in the field. Experiments carried out in both simulated and real scenarios demonstrated that the interface reduces environment setup time and the need for extensive technical knowledge, increasing efficiency in the development and testing of scientific experiments. Therefore, the proposal represents a relevant contribution to applied robotics, by simplifying the development and operation of modular systems and by strengthening the integration between research and practice in academic and industrial environments.