Estudo do Framework Tensorflow Lite para uso em projetos mecatrônicos microcontrolados

Abstract

O desenvolvimento de software e sistemas inteligentes tem relevante importância para a geração de aplicações modernas na área da mecatrônica. Ele desempenha um papel crucial para o valor agregado de produtos e processos na área em comparação com aqueles cuja abordagem de projeto, dito como clássico, não involve sistemas e computação avançada. Atualmente, o aprendizado de máquina é um dos ramos mais comentados e explorados na área da computação e começa a despertar interesse nos diversos ramos da engenharia, apresentando diversos benefícios e capacidades únicas, além de muitas vezes interagir de perto com a teoria de controle, algo muito presente nas aplicações mecatrônicas. O objetivo principal deste trabalho é estudar o framework TensorFlow Lite, buscando entender a sua complexidade e aplicabilidade no que tange o desenvolvimento de aplicações mecatrônicas. Estudamos os exemplos de referência ofertados pelo framework com o objetivo de entender se eles podem ser utilizados como solução para algumas funcionalidades de natureza mecatrônica. O trabalho também avalia a utilidade do framework em aplicações mecatrônicas microcontroladas de borda, situação onde entendesse que o mesmo possui um grau de importância maior. O estudo apresentado contou com uma abordagem qualitativa, onde correlacionou a aplicabilidade e adaptabilidade dos exemplos de referência em outros contextos tais como um projeto mecatrônico. Apesar dos exemplos de referência serem muito úteis e adaptáveis, o desenvolvimento de aplicações avançadas ainda carece de um profissional com conhecimento teórico suficiente, ou mesmo avançado, que consiga modelar diferentes objetivos. Apesar de cobrir uma boa gama de possíveis aplicações mecatrônicas, essa necessidade torna difícil a aplicação do TensorFlow Lite como solução universal para toda e qualquer funcionalidade presente em uma aplicação mecatrônica.

Developing software and intelligent systems is essential for developing modern mecha- tronics applications. Systems and advanced computing play a crucial role in enhancing the added value of products and processes in the area, compared to classic design approaches. Currently, machine learning is one of the most commented on and explored branches in the area of computing and beginning to arouse interest in various fields of engineering, presenting several unique benefits and capabilities, as well as often intertwining with control theory, which is very prevalent in mechatronic applications. It is the main objective of this work to study the TensorFlow Lite framework, in order to gain a better understanding of its complexity and applicability in the development of mecha- tronic applications. Studying the reference examples offered by the framework allowed us to determine whether they could be used to solve some mechatronic problems. It also evaluates the framework’s usefulness in microcontrolled mechatronic edge applications, where its value is greater. Based on a qualitative approach, the present study correlated the applicability of reference examples in other contexts, such as mechatronics. In spite of the usefulness and adaptability of the reference examples, the development of advanced applications still lacks a professional with sufficient theoretical knowledge, or even someone who is advanced enough to be able to model different goals. This needs makes it difficult to apply TensorFlow Lite as a universal solution to any and all functionality in a mechatronic application, despite its good coverage of mechatronic applications.