[Ci2015] sim rva

Objetivos da apresentação

● Traçar um panorama das novas tecnologias de representação/interação para simulação/engenharia/MDSE

– Apresentar conceitos

– Exemplos

– Estudos de caso

● Mini Estágio:

– Christopher (2-3p) - aplicação de robótica (arduino) + visão computacional (realidade aumentada) = realidade cruzadarealidade cruzada

– Italo (2p) - FEEFEE - equipamento de interface (arduino) para HIL para interagir com um simulador em Matlab

Mini estágios

● RC = Robótica + RA

– Programação C++ (openframeworks)

– Arduino– Opcional ( raspberryPi ou Kinect)

● FEE

– Programação Matlab

– Eletrônica

– Arduino

Conceitos

Como fazemos engenharia?

Ideia ou Problema

Cérebro começa a fazer reconhecimento de padrões procurando uma solução (cognição)

Busca ferramentas

técnicas para materializar uma

ideia!

Projeto!!

pensar num modelo básico que representa o sistema desejado

Hummmm!?!!?!? ?!?!?! Como vou fazer isso??

Processos até atingir o resultado

Model Based (System) Engineering

MBE é um conjunto de práticas de engenharia, baseadas em ferramentas que 

utilizam ao mesmo tempo meta-modelagem e transformações de modelos para atingirem 

automaticamente objetivos em produção, manutenção ou operação de sistemas

intensivos em software. 

exemplo matlab

Relações

Uma sistema, entidade, fenômeno ou processo

22:28:36 10MBSE

Um modelo pode ser transformado em outro modelo.É realizados através de mudanças conhecidas. 

Maturidade

What's Model Driven Engineering. (MDE) and How Can it Impact Process, People,Tools and Productivity. Mark R. Blackburn, Ph.D. Systems and Software  

22:28:37 11MDSE

Ideia ou Problema

Cérebro começa a fazer reconhecimento de padrões procurando uma solução (cognição)

Busca ferramentas

técnicas para materializar uma

ideia!

Hummmm!?!!?!? ?!?!?! Como vou fazer isso??

Projeto!!

Começa a pensar num modelo básico que representa o

sistema desejado

Modelos

• Um modelo é uma imagem simplificada de um sistema.

• Sistema: “A system is a set of elements in interaction” (von

Bertalanffy)(1)

• Modelo vem da palavra em latim “modullus”, diminutivo de “modus” (medida)

• As terminologias são recentes mas a ideia é antiga!!!!

(1) Model Based Systems Engineering: Fundamentals and Methods Por Patrice Micouin

Máquinas de Estados e Jogos

O comportamento pode ser modelado (na maior parte dos casos) como uma sequência de “estados mentais”, onde uma mudança é realizada por ações do jogador/outros elementos.

“Inteligência artificial em jogos”

Exemplo

X

Presa ( Lala )

Presa (laalaa)

Atoa(stand,wave,…)

Foge(corre)

Vê o predador

Não vê o predador

CapturadoDIE!!!

Predador (O PREDADOR)

Atoa(fica parado)

Fome(procura)

Persegue(corre)

Tatoa > 5

Presa a vista

Tpersegue > 10

Jantando

Presa capturada

Tjanta>5

22:28:3918

MEFs^mol

Modelar para implementação

● Modelos de Satélite são implementados progressivamente, codificando primeiro os aspectos  comportamentais  considerados  mais  rápidos  para  implementar  e considerados mais importantes para as necessidades de operação.

Estratégia de Implementação – Exemplo INPE

● Telecommands & External Events x Switch Configurations & Internal Registers

● Switch Configurations & External Events x Working States & Internal Registers

● Working States & Internal Registers x Power Figures● Switch Configurations & Working States & Internal Registers & External 

Events x Telemetry Values & Internal Register● Power Figures x Telemetry Values● Switch Configurations & Working States & Internal Registers & External 

Events x Operating Modes

Metamodelo: comportamento

Metamodelo: Representações do comportamento

Ideia ou Problema

Cérebro começa a fazer reconhecimento de padrões procurando uma solução (cognição)

Busca ferramentas

técnicas para materializar uma

ideia!

Hummmm!?!!?!? ?!?!?! Como vou fazer isso??

Projeto!!

Começa a pensar num modelo básico que representa o

sistema desejado

Quais ferramentas?

● No inicio: ● Atualmente

Metáfora de como trabalhamos com as ferramentas?

● Antes ● Agora

O que mudou??? NADA!

Nosso esforço de desenvolvimento é

para melhorar e inovar na interação computacional no desenvolvimento, de sistemas, orientado a modelo para a área

espacial.

Conceitos de interação e realidades

Interagindo com elementos virtuais

E como que a gente faz isso?

Interação homem-máquina!

Experiência

“The product is no longer the basis of value. The

experience is.”

Venkat Ramaswamy

The Future of Competition

$$ Valor de uma experiência

Interação

Usabilidade

Usabilidade

• Usabilidade:

1. Facilidade de aprendizado

2. Eficiência

3. Facilidade de memorização

4. Erros

5. Satisfação subjetiva

3 níveis

Lógico: Resolvem, solucionam, facilitam.

Emocional: Satisfazem necessidades e desejos afetivos.

Visceral: resolvem questões fundamentais, sem consciência.Impulso.

Espera!?!! Visceral?!?!?

Começo

• 1963

• Ivan Sutherland

• 52 ANOS

Sutherland

22:28:55 37

CLI – Command Line

Códigos, estritos

GUI – GraficalMetáforas, exploratória

NUI – NaturalDireta, intuitiva

Gerações

RV RA RC

Realidade Virtual

Interface que permite ao usuário interagir, em tempo real, com um

mundo tridimensional gerado por computador, usando seus

sentidos através de equipamentos especiais.

Claudio Kirner

SOURCE: NASA (2013a)

video_caverna

rift

cardboard

Billinghurst Vision (~1978 ==> 1999)

Realidade Aumentada

uma interface baseada na

sobreposição de informações virtuais geradas por computador (envolvendo imagens estáticas e dinâmicas, sons

espaciais e sensações hápticas) com o ambiente físico do usuário, percebida através de dispositivos tecnológicos e

usando as interações naturais do usuário, no mundo físico.

Claudio Kirner

SOURCE: Adapted from ESA (2009) and Capua (2008)

lasertag

sketchsynth

oasis lego

ra_classico

Realidade Cruzada

é um ambiente de realidade misturada ubíqua,

que vem da fusão de uma rede de sensores e atuadores (que coletam e enviam dados relacionados ao mundo real)

com mundos virtuais compartilhados, usando a

interface da realidade aumentada.

Claudio KirnerinForm

basAR

Kirner's Diagram – Elements in Realities

Source: (KIRNER et al., 2012)

HIT - Roadmap

CRAI

HI

HR

matsuda

[ ] Google Glass

propaganda

realidade

• Talvez o primeiro hardware de RA, com sobreposição, que entra com força no mercado.

• Google Glass tentou, mas na maioria dos apps não tinha sobreposição intrínseca.

• Vídeo 1

• Vídeo 2

[ ] Hololens

[ ] Projection Mapping

audi

cocacola

sandStation

Estudos de Caso

CBERS

IHM

Sim

ula

dore

s

• Conceitos• Visualizações em simulação• Exemplos• Simulador operacional

SIMC3

• Estudo da Modelagem• Estudo dos Requisitos• Protótipo: Analix

• Mundos: MR, RA, RV, RC, etc...

• Gerações de Interfaces

Técnicas:• Informação

Contextualizada• Visualização de dados• Views• Modelos 3D

Metáforas de uso

WIMP – 2ªG

VIS – 3ªG

openFrameworks

QT

50

Inte

ração

Revis

ão

Simulador simplificado

Emprego de Técnicas de Realidade Virtual em Simuladores Operacionais de Satélite of_show

Emulador de sensor de estrelas com Realidade Aumentada

mancalEsferico

Utilização de Arduino em testbenchs para potencializar o uso de MDSE

Construção de ambiente de Realidade Cruzada para Engenharia Concorrente

Outras Iniciativas

DESENVOLVIMENTO E APLICAÇÃO DE RECURSOS DE REALIDADE AUMENTADA EM VISUALIZAÇÃO DE

DADOS DE MISSÕES ESPACIAIS

RECONSTRUÇÃO GRÁFICA TRIDIMENSIONAL DE EDIFICAÇÕES URBANAS A PARTIR DE IMAGENS AÉREAS

THE ROLE OF COMPUTATIONAL STEERING INSPACE ENGINEERING ACTIVITIES ASSISTED BYMODELLING AND SIMULATION

WRAP-UP

O QUE APRENDEMOS HOJE

● Conceitos e tipos de simuladores utilizados na área espacial.

● Simuladores e pesquisas na área de controle de órbita e atitude

● Conceitos de utilização de modelos, MBSE e interfaces de terceira geração na área espacial.

Mini estágios

● RC = Robótica + RA

– Programação C++ (openframeworks)

– Arduino– Opcional ( raspberryPi ou Kinect)

● FEE

– Programação Matlab

– Eletrônica

– Arduino

FUTURO!?!?

Dúvidas: [email protected]: http://cscerqueira.com.br

Facebook: http://fb.com/RVA.BR

Para maiores dúvidas:INPE – SJC

Prédio SatéliteSala 95

Os interessados em fazer o mini-estágio, por favor enviar e-mail!!!!!