A Evolução da Domótica e Sua Aplicação em Sistemas Urbanos: Uma Visão Crítica do Panorama Atual

Universidade Federal do Rio de Janeiro Escola Politécnica Programa de Engenharia Urbana Marcos Paulo Souza Lima A EVOLUÇÃO DA DOMÓTICA E SUA APLICAÇÃO EM SISTEMAS URBANOS Uma visão crítica do panorama atual Rio de Janeiro 2023 Marcos Paulo Souza Lima A EVOLUÇÃO DA DOMÓTICA E SUA APLICAÇÃO EM SISTEMAS URBANOS Uma visão crítica do panorama atual Dissertação de Mestrado apresentada ao Programa de Pós graduação em Engenharia Urbana da Universidade Federal do Rio de Janeiro como parte dos requisitos necessários à obtenção do título de Mestre em Engenharia Urbana Orientador Armando Carlos de Pina Filho Rio de Janeiro 2023 Elaborado pelo Sistema de Geração Automática da UFRJ com os dados fornecidos peloa autora sob a responsabilidade de Miguel Romeu Amorim Neto CRB76283 Souza Lima Marcos Paulo S729e A EVOLUÇÃO DA DOMÓTICA E SUA APLICAÇÃO EM SISTEMAS URBANOS Uma visão crítica do panorama atual Marcos Paulo Souza Lima Rio de Janeiro 2023 102 f Orientador Armando Carlos de Pina Filho Dissertação Mestrado Universidade Federal do Rio de Janeiro Escola Politécnica Programa de Pós Graduação em Engenharia Urbana 2023 1 Automação 2 Robótica 3 Domótica 4 Cidades Inteligentes 5 Sistemas Urbanos I Pina Filho Armando Carlos orientII Título A EVOLUÇÃO DA DOMÓTICA E SUA APLICAÇÃO EM SISTEMAS URBANOS Uma visão crítica do panorama atual Marcos Paulo Souza Lima Orientador Armando Carlos de Pina Filho Dissertação de Mestrado apresentada ao Programa de Engenharia Urbana da Escola Politécnica da Universidade Federal do Rio de Janeiro como parte dos requisitos necessários para a obtenção do título de Mestre em Engenharia Urbana Aprovada no dia 24 de fevereiro de 2023 pela Banca Presidente Prof Armando Carlos de Pina Filho DSc PEUPOLIUFRJ Profa Elaine Garrido Vazquez DSc PEUPOLIUFRJ Profª Ana Beatriz Ferreira da Rocha e Silva PhD TAREAUUFF Rio de Janeiro 2023 AGRADECIMENTOS Agradeço aos meus pais por me apoiarem sempre de forma incondicional mesmo nos momentos mais difíceis e nos meus pontos de inflexão da vida Agradeço à minha noiva Nathalia Maciel por sempre embarcar nos meus projetos e confiar neles mesmo sabendo que muitos deles poderiam dar errado ou que demorariam a ter qualquer retorno que fosse Agradeço ao meu orientador Prof Dr Armando Carlos de Pina Filho por me dedicar tempo necessário e por sua imensa paciência Agradeço aos meus amigos por entenderem que tenho meus momentos e sempre entenderam que em alguns deles precisava me ausentar por algum tempo Agradeço e aos meus mestres por sempre me ensinarem a ter paciência e convicção Agradeço aos meus irmãos Cléo e Lucas por fazerem parte dessa viagem chamada vida a qual andamos juntos RESUMO LIMA Marcos Paulo Souza A EVOLUÇÃO DA DOMÓTICA E SUA APLICAÇÃO EM SISTEMAS URBANOS Uma Visão Crítica do Panorama Atual Rio de Janeiro 2023 Dissertação Mestrado Programa de Engenharia Urbana Escola Politécnica Universidade Federal do Rio de Janeiro Rio de Janeiro 2023 Esta dissertação teve como premissa verificar como os sistemas domóticos podem influenciar os sistemas urbanos e com isso traçar um panorama Foi analisado o funcionamento desses sistemas e como eles podem dialogar bem como as vantagens desvantagens e possíveis problemas que tamanha conectividade pode ocasionar como segurança cibernética e problemas de trânsito Foi feito também um levantamento histórico da automação e como ela se aprimorou principalmente nos períodos das revoluções industriais que teve a primeira iniciada no século XIX a segunda e a terceira no século XX e a quarta já no século XXI Explicitouse também a essência de cada uma delas e suas significativas mudanças de paradigma para a humanidade Foi explicado também como a domótica evoluiu do estudo da robótica e como as tecnologias tornaram isto possível verificandose como os sistemas de conectividade permitiram que essa tecnologia avançasse nos últimos dez anos tornando as cidades mais eficientes e inteligentes Através de pesquisa de mercado foram traçados os panoramas relacionados às possibilidades de obter equipamentos domóticos em diversos países e no Brasil mostrando uma desigualdade financeira que pode dificultar a aquisição de sistemas domóticos no Brasil Foi feita ainda uma pesquisa de opinião com um recorte social incluindo pessoas maiores de dezoito anos economicamente ativas e com condições financeiras de arcar em algum nível com a automação pessoal e residencial Após tal pesquisa foram elaboradas propostas que possam vir a possibilitar a disseminação de sistemas domóticos e sistemas urbanos inteligentes no Brasil A conclusão mostra como questões financeiras políticas legislativas e até sociais podem dificultar a implementação desses sistemas no Brasil Palavraschave Automação Robótica Domótica Cidades Inteligentes Sistemas Urbanos ABSTRACT LIMA Marcos Paulo Souza THE EVOLUTION OF DOMOTICS AND ITS APPLICATION IN URBAN SYSTEMS A Critical View of the Current Panorama Rio de Janeiro 2023 Dissertation Master Urban Engineering Program Polytechnic School Federal University of Rio de Janeiro Rio de Janeiro 2023 This dissertation aimed to verify how domotic systems can influence urban systems and thus provide an overview The functioning of these systems was investigated and how they can communicate with each other as well as the advantages disadvantages and possible problems that such connectivity can cause such as cybersecurity and traffic problems The study also provided a historical overview of automation and how it improved especially during the industrial revolutions with the first one starting in the 19th century the second and third in the 20th century and the fourth in the 21st century The essence of each revolution and its significant paradigm shifts for humanity were also explained How domotics evolved from robotics research and how technologies made it possible were studied too verifying that connectivity systems allowed this technology to advance in the last ten years making cities more efficient and smarter Market research was conducted to provide an overview of the possibilities of obtaining home automation equipment in various countries including Brazil showing financial inequality that may hinder the acquisition of home automation systems in Brazil A survey was conducted among economically active individuals over eighteen years old who have the financial means to afford some level of personal and home automation After the survey proposals were developed that could enable the dissemination of domotics and smart urban systems in Brazil The conclusion shows how financial political legislative and even social issues can stop the implementation of these systems in Brazil Keywords Automation Robotics Domotics Smart Cities Urban Systems LISTA DE FIGURAS Figura 01 Sistema automatizado 20 Figura 02 Sistema malha fechada 21 Figura 03 Sistema malha aberta 21 Figura 04 Roda de fiar 23 Figura 05 Tear manual 24 Figura 06 Máquina de expansão 25 Figura 07 Encontro das linhas da primeira ferrovia transcontinental 26 Figura 08 Família em passeio de automóvel 27 Figura 09 Ilustração do conjunto de hardware de automação predial 30 Figura 10 visão geral de um sistema de automação residencial 31 Figura 11 Teares em fábrica de tecido 34 Figura 12 Robôs de serviço profissional logística 35 Figura 13 Robô aspirador de pó 36 Figura 14 Robô cortador de grama 36 Figura 15 Robô limpador de piscina 37 Figura 16 Robô Aido Robô VPA 37 Figura 17 Robô Vector Robô de estimação 38 Figura 18 Instalação tradicional instalação BUS 47 Figura 19 Esquema domótica simplificado 48 Figura 20 Sistema de automação tradicional 53 Figura 21 Sistema de automação com dados na nuvem 53 Figura 22 Esquemático simplificado da arquitetura Von Neumman 54 Figura 23 Esquemático simplificado da arquitetura Harvard 54 Figura 24 VPAs Google Assistant Siri Alexa Cortana Bixby 60 Figura 25 Arduino 61 Figura 26 Raspberry Pi 61 Figura 27 Robô Neptune 67 Figura 28 Robô Terregator 67 Figura 29 Google Home Mini 98 Figura 30 Google Home 99 Figura 31 Google Home Max 99 Figura 32 Nest HUB 99 Figura 33 Nest HUB Max 100 Figura 34 Amazon Echo 101 Figura 35 Amazon Echo Dot 102 Figura 36 Amazon Echo Show 102 LISTA DE GRÁFICOS Gráfico 01 Mercado de Microcontroladores de 2010 até 2012 e projeção para 2013 2017 55 Gráfico 02 Mercado de Microcontroladores de 2015 até 2017 e projeção para 2018 2022 56 Gráfico 03 Salários de países em dólares americanos 73 Gráfico 04 Comparativo da média dos saláriosmínimos dos países indicados com o saláriomínimo do Brasil 74 Gráfico 05 Faixas etárias dividias de 10 em 10 anos 79 Gráfico 06 Percentual de VPAs utilizados 80 Gráfico 07 Conhecimento de funcionalidades de VPAs 80 Gráfico 08 Utilização de funcionalidades de VPAs 81 Gráfico 09 Uso de carros autônomos 81 Gráfico 10 Razões para utilizar carros autônomos 82 Gráfico 11 Pessoas que teriam casa automatizada 82 Gráfico 12 Razões para se ter uma casa Automatizada 83 Gráfico 13 Segurança física e digital 83 Gráfico 14 Melhoria na qualidade de vida com o uso das tecnologias 84 Gráfico 15 Perspectivas de melhorias da cidade 84 LISTA DE TABELAS Tabela 01 Diferenças entre automação predial e residencial 40 Tabela 02 Valor do Google Home em percentual de salário por país 73 Tabela 03 Valor do Google Home em percentual da média do saláriomínimo dos países indicados e do saláriomínimo do Brasil 74 LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas BAS Building Automation System BRL Real brasileiro moeda corrente do Brasil BUS Binary Unit System HVAC Heating Ventilation and Air Conditioning sigla em inglês para sistemas de calefação ventilação e arcondicionado IA Inteligência Artificial IoT Internet das coisas ISM Industrial Scientific and medical industrial científico e médico ISO International Organization for Standardization ITS Intelligent Transportations Systems MCU Microcontroller Unit NLP Natural Language Processing USD Dólar americano moeda corrente dos EUA UX User Experience VPA Virtual Personal Assistant SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO 15 11 CONTEXTUALIZAÇÃO DO TEMA 15 12 OBJETIVOS 16 13 METODOLOGIA 17 14 ESTRUTURA DO TRABALHO 18 2 REFERENCIAL TEÓRICO 19 21 AUTOMAÇÃO 19 211 Definição e Conceitos 19 212 Automação Industrial 22 213 Automação Predial 28 214 Automação Residencial 30 215 Automação Urbana 31 22 ROBÓTICA 32 221 Definição e Conceitos 32 222 Robôs de Serviço 33 223 Robôs Domóticos 35 23 DOMÓTICA 38 231 Definição e Conceitos 38 232 Principais Aplicações 40 3 INDÚSTRIA DA DOMÓTICA E MERCADO 43 31 INDÚSTRIA 40 43 311 Histórico 43 32 CASA INTELIGENTE 44 321 Conceito e Histórico 44 33 SISTEMA BUS E PROTOCOLOS 45 331 Cabeamento Componentes e Protocolos 46 34 WIFI SISTEMA IEEE 80211 REDE SEM FIO 48 35 CLOUD COMPUTING NUVEM 49 351 Sistema de Controle pela Nuvem 52 36 MICROCONTROLADORES 53 361 Mercado de Microcontroladores 55 37 UX EXPERIÊNCIA DE USUÁRIO E SUAS PERCEPÇÕES 56 38 VIRTUAL PERSONAL ASSISTANTS VPAs 58 39 IoT Internet das Coisas 59 310 SMART GRID 61 4 DOMÓTICA E SISTEMAS URBANOS 63 41 IMPACTOS DA INTERNET DAS COISAS NAS CIDADES 63 411 Sistemas de Trânsito 63 412 Sinalização Inteligente 65 413 Veículos Inteligentes 66 42 EFICIÊNCIA ENERGÉTICA 69 43 CIDADES INTELIGENTES 70 5 PANORAMA DA DOMÓTICA 72 51 PANORAMA MUNDIAL 72 52 PANORAMA NO BRASIL 73 6 PESQUISA DE OPINIÃO 76 61 RESULTADOS DA PESQUISA 78 7 PROPOSTAS PARA DISSEMINAÇÃO DA DOMÓTICA 85 71 PROPOSTAS NO ÂMBITO DOS SISTEMAS URBANOS 85 8 CONCLUSÃO 88 REFERÊNCIAS 91 ANEXOS 98 ANEXO I Google Assistant 98 ANEXO II Amazon Alexa 101 15 1 INTRODUÇÃO 11 CONTEXTUALIZAÇÃO DO TEMA Nos últimos dez anos a tecnologia avançou de tal maneira que mudou muito o estilo de vida das pessoas inclusive o morar e o viver nas cidades Com este avanço avançaram também as tecnologias que permitem a automação residencial conhecida como domótica além do barateamento de determinadas tecnologias Além disso verificouse uma popularização de tecnologias de automação telefonia rede rede sem fios e dos assistentes virtuais VPAs já que hoje têmse estes na palma de nossas mãos em smartphones Foi verificado também a popularização disseminação e acessibilidade a estas tecnologias Além disso o custo de equipamentos teve uma diminuição considerável o que possibilitou esta popularização de uma forma geral Com o avanço dessas tecnologias o impacto delas nas cidades pode ocorrer de várias formas principalmente em sistemas urbanos como o sistema de transportes por exemplo Além de sistemas emergenciais de segurança e de serviços públicos Com uma rede de sistemas urbanos automatizados somado a uma rede de edifícios e residências automatizadas e indivíduos se utilizando de VPAs uma cidade tem certos prérequisitos para serem consideradas inteligentes Mas para tal é necessário também levar em consideração o design a eficiência energética a qualidade de vida e resiliência das cidades O presente trabalho busca explicitar alguns sistemas como de transportes deixando alguns outros para futuras pesquisas Com isto será verificada também a correlação entre mercado e os avanços tecnológicos Além disso serão analisados estudos e investimentos que algumas das grandes indústrias principalmente Google e Amazon fizeram ao longo desses últimos anos A hipótese é que o barateamento de determinados componentes e a popularização dos dispositivos móveis tenham ajudado para uma maior 16 disseminação da automação residencial e comparar as diferenças entre Brasil e alguns outros países Além disso hoje é possível instalarmos com certa facilidade e sem necessidade de técnicos especializados sistemas domóticos mais simples em nossos lares e controlálos à distância evitando desperdícios e aumentando a segurança Este trabalho é motivado principalmente pela vontade em entender o panorama da domótica no Brasil e no mundo e quais fatores acarretaram tais mudanças na última década desde os valores para se obter os sistemas até a facilidade de inserção nos lares Atualmente é possível perceber que estes sistemas têm estado cada vez mais presentes em nossas vidas trazendo conforto e praticidade em diversas atividades Isso pode nos ajudar a entender sua evolução e a projetar e contextualizar cenários futuros em relação à domótica além de serem possíveis ferramentas para que urbanistas possam utilizar em seus projetos de cidades 12 OBJETIVOS Esta dissertação tem como objetivo geral analisar e contextualizar a domótica no Brasil e no mundo avaliando e propondo soluções para melhor disseminação e divulgação do tema em âmbito nacional além de estudar possíveis melhorias do uso da domótica nos sistemas urbanos principalmente quanto ao conforto e eficiência energética Além disso apresentamse como objetivos específicos verificar a evolução da domótica nos últimos 10 anos analisar seu uso em relação aos usuários usabilidade verificar e analisar a infraestrutura necessária para a instalação de sistemas domóticos verificar as dificuldades e incentivos para sua implementação no Brasil tais como a infraestrutura necessária eou existente os métodos construtivos para sua instalação o custo da tecnologia a mão de obra qualificada para sua implementação e a existência de legislação sobre o tema verificar relações da domótica com os sistemas urbanos levando em consideração a difusão de uso entre os 17 usuários para melhoria no conforto das pessoas além da possibilidade de cidades mais eficientes e inteligentes 13 METODOLOGIA Esta dissertação foi desenvolvida através de pesquisa bibliográfica pesquisa documental e pesquisa de opinião através de entrevistas Para a pesquisa bibliográfica foram analisados estudos e dados dos últimos dez anos provenientes de artigos de revistas científicas anais de congressos livros de autores como Prudente 2015 e Schwab 2016 Para a pesquisa documental foram analisados dados de organizações e associações como AURESIDE ISSO e IC Insights além de instituições governamentais Foram pesquisados também estudos das próprias empresas de tecnologia como Google e Amazon que disponibilizam alguns de seus materiais técnicocientíficos e dados através de seus congressos e departamentos de pesquisa e desenvolvimento Os dados coletados foram dados históricos dados de mercado e dados técnicos Os dados históricos são relacionados à história em si como as revoluções industriais e evolução das tecnologias de automação ao longo do tempo desde a primeira revolução industrial Os dados de mercado mostram relações de valores das tecnologias mostrando também sua evolução histórica e como foram se tornando acessíveis Os dados técnicos foram utilizados para formar um maior entendimento de como funcionam as tecnologias de automação e sua aplicação em diferentes instâncias como automação predial residencial e de sistemas urbanos A pesquisa de opinião teve como alvo pessoas economicamente ativas na cidade do Rio de Janeiro maiores de 18 anos com foco em condutores de automóveis além de serem pessoas com possibilidade de obter tecnologias domóticas como os VPAs robôs domóticos veículos autônomos acesso à internet e a outros serviços pagos Esta pesquisa foi realizada por meio de questionário enviado a 500 pessoas com uma amostra de resposta de 147 pessoas um grau de confiança de 95 e uma margem de erro de 8 18 Após este estudo foi verificado e traçado o panorama da domótica de maneira a entender seu funcionamento e melhorias nos últimos anos Com isso verificouse as possibilidades e maneiras de se difundir a domótica no Brasil e como ela se relaciona com sistemas urbanos 14 ESTRUTURA DO TRABALHO Este trabalho é composto de oito capítulos O Capítulo 1 apresenta o tema e mostra de maneira geral do que se trata a dissertação bem como quais seriam os objetivos geral e específicos e a metodologia utilizada na pesquisa para a confecção deste documento e a estrutura do mesmo O Capítulo 2 mostra toda a fundamentação teórica sobre os temas necessários para auxiliar a discussão propostas e conclusões desta dissertação No Capítulo 3 são apresentados conceitos de Indústria 40 casa inteligente e sistemas relacionados à domótica enquanto o Capítulo 4 busca correlacionar como a Domótica e a Internet das Coisas IoT podem favorecer e colaborar com o uso energético demandado pelas cidades O Capítulo 5 apresenta o panorama da domótica mundial e localmente no Brasil e no Capítulo 6 foi realizada uma pesquisa de opinião sobre o tema buscando colher informações úteis para definir propostas Após a realização do estudo sobre o tema e da pesquisa de opinião no Capítulo 7 são apresentadas e discutidas as principais propostas para disseminação da domótica Por fim o Capítulo 8 apresenta as considerações finais sobre o tema da dissertação bem como possíveis desdobramentos dessa pesquisa 19 2 REFERENCIAL TEÓRICO 21 AUTOMAÇÃO 211 Definição e Conceitos A Palavra automação em inglês automation é uma junção do termo automático com o sufixo ation que pela etimologia é automaton autômatos que significa agindo por si próprio OXFORD 2017 A automação é uma tecnologia de processos ou procedimentos programados para executar uma tarefa com um controle de feedback automático assegurando assim a correta execução da tarefa DORF KUSIAK 1994 É um sistema onde mecanismos operam e tornam mais eficiente o processo sem atuação do homem ROGGIA FUENTES 2016 Para Martins 2012 A automação é um conceito e um conjunto de técnicas por meio das quais se constroem sistemas ativos capazes de atuar com eficiência ótima pelo uso de informações recebidas do meio sobre o qual atuam A automação enfatiza a participação do computador no controle automático industrial Podese dizer que hoje automação é qualquer sistema apoiado em computador que substitua o trabalho humano objetivando a segurança economia qualidade de produção celeridade e o bemestar e qualidade de vida das pessoas MARTINS 2012 QUEIROZ 2016 ou seja foi idealizada para facilitar as atividades humanas A partir da década de 1980 a automação cresceu muito junto à informática e outros setores de tecnologia o que fez com que a automação esteja cada vez mais presente na vida cotidiana Isto se deu por causa da popularização dos dispositivos principalmente móveis e de rede facilitando a interação homemmáquina QUEIROZ 2016 Um exemplo disso são os próprios eletrodomésticos que estão cada vez mais se conectando à rede de internet por meio da chamada Internet das coisas IoT e já se tornando realidade também os carros autômatos 20 De acordo com Groover 2012 automação pode ser definida como uma tecnologia onde os processos são feitos sem necessidade de assistência humana onde o ser humano é um observador ou aquele que opera algo no sistema mas que o processo em si é todo feito sem sua interação Explicase ainda que são necessárias uma série de instruções para automação dos processos e que é necessário energia para fazêlo O sistema automatizado necessita de três componentes básicos sendo eles 1 Energia 2 Um programa de instruções e 3 um sistema de controle para executar as instruções GROOVER 2012 como mostra a figura 01 Figura 01 Sistema automatizado 1 Energia 2 Programa de Instruções 3 Sistema de controle Processo Process Saída de processo Process output Fonte Groover 2012 Groover 2012 explica que no processo de automação é necessário o uso de energia para atender as demandas dos processos ou seja seria como o coração do sistema automatizado As atividades de um processo automatizado são determinadas por um programa de instruções Os processos necessitam de parâmetros que são denominadas entradas Estas por sua vez são divididas em contínuas que são aquelas que fazem os trabalhos continuamente em determinado intervalo de tempo e após este volta ao estado inicial e reinicia o trabalho e o discreto que é o ligadesliga OnOff Ou seja o programa de instruções especifica as mudanças nos parâmetros e quando elas devem acontecer durante o ciclo de trabalho e com isto determinar o resultado das variáveis dos processos GROOVER 2012 O programa de instruções por sua vez necessita de um sistema de controle para executar suas ações O sistema de controle é dividido em sistema fechado closed loop ou feedback control que é um sistema onde 21 as variáveis que saem são comparadas com as de entrada e é possível corrigir e reajustar de acordo com o necessário e sistema aberto que é um sistema que executa o programa sem a retroalimentação como no sistema fechado GROOVER 2012 As figuras 02 e 03 mostram esquematicamente os sistemas de malha fechada e de malha aberta Figura 02 Sistema de malha fechada 1 Parâmetro de entrada 2 Processo 3 Variável de saída 4 Sensor de feedback 5 Controlador 6 Atuador Fonte Groover 2012 Figura 03 Sistema de malha aberta Fonte Groover 2012 De acordo com Groover 2012 existem três tipos básicos de automação A automação fixa onde todos os processos do equipamento são fixos com seu programa de instruções determinado pelo projeto e uso do equipamento fazendo com que não se consiga dar outro uso além do prédeterminado A automação programável onde se consegue mais versatilidade ao usar o equipamento permitindo a reprogramação das instruções E a automação flexível que na verdade é uma extensão da automação programável só que com menos perdas e com mais facilidade na mudança da programação A automação ocorre a partir de dispositivos que interagem com a operação a ser feita e o equipamento Esses dispositivos são principalmente sensores dispositivos que convertem estímulo físico como temperatura umidade presença e pressão em estímulos elétricos com o propósito de medir variáveis ou acionar ou interromper uma ação de um atuador e atuadores são dispositivos que convertem um sinal 22 normalmente vindo de um sensor para realizar uma ação física como fazer um motor funcionar acender lâmpadas e ligar câmeras Há os controladores que podem ser desde um termostato até um controlador de processos industriais GROOVER 2012 PRUDENTE 2015 Aste et al 2017 explica que há três principais divisões da automação automação industrial automação predial e automação residencial 212 Automação Industrial Pode se dizer que a automação industrial é o uso de sistemas de controles tais como robôs e computadores processando várias tarefas de maneira que se obtenha um resultado desejado substituindo o uso do ser humano para tais tarefas Lida primariamente com a manufatura controle de qualidade e processamento de material Rosario 2009 conceitua a automação industrial como um maquinário capaz de realizar operações previamente programadas sem interferência direta do homem Sobre a automação industrial se faz necessário entender que passaramse até então três revoluções industriais e hoje a humanidade se encontra no que é chamada de quarta revolução industrial Stearns 2013 explicita que a revolução industrial teve início por volta da metade do século XVII e que mudou profundamente o modo de viver das pessoas neste período Não mudou somente a vida mas também redefiniu a política e isto trouxe muitas questões para a época como a necessidade de organização da sociedade civil e início de revoluções sociais Foi focada em novos meios e em novas organizações para a produção de bens que antes eram produzidos de forma artesanal Como exemplo deixouse de ter o artesão com suas ferramentas trabalhando em sua oficina sozinho ou com alguns poucos ajudantes para fábricas com equipamentos que permitem produzir em escala Antes da primeira revolução industrial a tecnologia era fortemente baseada em tradições de uma sociedade agrária que por isto tinha como principal meio a força de trabalho humana e animal Na manufatura o 23 principal meio de produção se dava através do uso de ferramentas manuais e acontecia em pequenas oficinas Eram métodos de produção e organizações simples focados no indivíduo que produzia e na sua habilidade no manejo das ferramentas e era necessário pouco investimento para realizar seu ofício Neste sistema os produtores rurais investiam um pouco mais e compravam uma roda de fiar figura 04 e um tear figura 05 enquanto isso comerciantes urbanos compravam a matéria prima produzida pelos produtores rurais e revendiam nas cidades STEARNS 2013 Figura 04 Roda de fiar Fonte Disponível em httpsamericanhistorysieducollectionsearchobjectnmah640675 Acesso em outubro de 2022 24 Figura 05 Tear manual Fonte Disponível em httpsjeandavidisabellaandjohnwordpresscomtaghandloomlinen weaver Acesso em outubro de 2022 Stearns 2013 diz que no início do século XVIII a evolução da agricultura permitiu alimentar mais pessoas isto fez a população aumentar e com isso aumentar tanto a mão de obra existente quanto à demanda por novas mercadorias em especial os tecidos Maiores estudos científicos voltados principalmente para a química e a física fizeram com que um refugiado francês na Holanda no final do século XVII criasse o primeiro motor a vapor Thomas Newcomen criou a partir deste primeiro motor a vapor uma máquina para a drenagem de minas de carvão James Watt que produzia na época instrumentos científicos aperfeiçoou essas máquinas figura 06 25 Figura 06 Máquina de expansão Fonte Disponível em httpsnationalgeographicpthistoriagrandesreportagens3002james watt Acesso em novembro de 2022 Para Mokyr e Strotz 1998 a segunda revolução industrial é datada de 1870 até 1914 Mostram que durante a primeira revolução industrial houve uma grande evolução tecnológica até por volta de 1825 e após esta data começou a diminuir a velocidade da inovação de macroinvenções 1 Entretanto explicam que apesar dessas macroinvenções serem importantes pois trouxeram pioneirismo no desenvolvimento energético refino de materiais produtos químicos e na própria medicina foram importantes também as pequenas mudanças que ocorreram desde a melhoria na produtividade melhoria na qualidade dos produtos e do conhecimento gerado que são normalmente pequenos passos na tecnologia e protagonizados por anônimos Antes da segunda revolução industrial o conhecimento era mais empírico e tinha pouco ou nenhum embasamento científico Se faziam as coisas desde maquinários até medicamentos porque funcionavam mas ainda não havia tanta relação com ciência Isto fez com que muito tempo e energia fossem perdidos em alquimia perpetuum mobiles sem 1 Tradução livre para macroinvention 26 funcionalidade pedras filosofais e fontes da juventude Na segunda revolução industrial é onde a ciência e o conhecimento adquirido na primeira revolução industrial começam a se unir o que gera uma nova grande melhoria no uso do conhecimento científico e das tecnologias A segunda revolução industrial foi marcada principalmente pela mudança da matriz energética que passou a ser majoritariamente elétrica por processos industriais que possibilitaram a criação do aço por novos meios de transporte como ferrovias figura 07 automóveis figura 08 e mais tarde o avião sendo os automóveis e aviões possíveis pela invenção do motor à combustão Foi também marcada pela evolução dos meios de comunicação como a invenção dos telégrafos e mais tarde dos telefones e por fim o grande desenvolvimento da indústria química VICENTINO DORIGO 2013 Figura 07 Encontro das linhas da primeira ferrovia transcontinental Utah EUA Fonte Disponível em httpsushistoryscenecomarticlesecondindustrialrevolution Acesso em janeiro de 2023 27 Figura 08 Família em passeio de automóvel Fonte Disponível em httpsrichmondvaleorgblogsecondindustrialrevolution Acesso em janeiro de 2023 A terceira revolução industrial é também chamada de a revolução digital ocorrida no período entre 1950 e o início dos anos 2000 onde começou a mudança de sistemas mecânicos eletromecânicos analógicos para sistemas eletrônicos digitais Neste período os equipamentos de informática começaram a se tornar financeiramente acessíveis e aos poucos o computador começou a se tornar mais amigável ao usuário Diferente da primeira revolução industrial não representou uma grande onda de inovação mas como a segunda um fluxo constante de pequenas inovações foram mudando o modo de vida das pessoas Foi também marcada pela mudança do mercado e modo de se trabalhar e afetou muito as relações comerciais Foi um período em que começou a se falar da escassez de recursos degradação ambiental e mudanças climáticas e de como a indústria afeta tanto nosso planeta GREENWOOD 1994 JANICKE JACOB 2013 À medida que a indústria de manufatura foi evoluindo seus procedimentos de produção que eram convencionalmente rígidos para a automatização que é mais flexível e inteligente sob a ótica da Indústria 40 a interação humanorobô atraiu cada vez mais atenção da própria indústria Para aumentar a flexibilidade da produção a atual necessidade 28 da indústria é desenvolver uma nova geração de robôs que possam interagir com os humanos e apoiar os operadores fabris Assim o robô se torna um colaborador para executar tarefas ao invés de um escravo préprogramado para automação repetitiva e rígida Esperase que estes robôs colaborativos ajudem ativamente os operadores em tarefas complexas com foco na segurança humana onde humanos e robôs precisam colaborar fisicamente e compartilhar seu espaço de trabalho AMIN et al 2020 Com o desenvolvimento da tecnologia de microprocessadores e a utilização destes em dispositivos com atuadores mecânicos e transdutores permitiuse exportar suas funcionalidades para outros usos Como resultado a inserção de microprocessadores em vários produtos capacitou os mesmos a executar determinadas funções tornandoos produtos inteligentes ARISTOVA 2016 213 Automação Predial A automação predial é a tecnologia que viabiliza a realização de forma automática de várias operações da edificação normalmente industriais administrativas e comerciais PRUDENTE 2015 Aste et al 2017 menciona que a automação predial para existir necessita de um controle central automatizado o qual controla um conjunto de sistemas com suas determinadas funções como iluminação segurança e climatização Wang 2010 explicita que o que torna um edifício inteligente é a presença de automação predial automação coorporativa e sistemas de rede de comunicação e uma estruturação que integre e otimize a estrutura o sistema o serviço e o gerenciamento de maneira que o edifício seja eficiente confortável e seguro Prudente 2015 diz que o sistema de automação predial se difere da automação residencial por causa da sua modularidade e flexibilidade O contexto da automação predial são as instalações do edifício e não apenas a unidade residencial tanto quanto de ambientes como lojas 29 supermercados comércio de um modo geral hotéis hospitais dentre outros Na maioria destes contextos as instalações mais comuns na automação predial levam em conta questões como economia eficiência energética e segurança Como exemplo de economia e eficiência energética temse o controle de iluminação que é uma das aplicações mais comuns de automação em prédios principalmente edifícios comerciais São utilizados sensores de presença com desligamento programado de áreas que não estão sendo utilizadas mantendo o funcionamento apenas nos locais onde são necessários ou onde houver pessoas e nas áreas de acesso PRUDENTE 2015 Ainda na questão de eficiência energética existem os controles de persianas e brises fazendo o balanceamento aproveitar a luz natural e uso eficiente do arcondicionado além de identificar os horários e locais que necessitem de luz ou não e condicionamento ambiental No contexto da segurança temse como exemplo o sistema de controle e prevenção de incêndios sistemas automatizados de iluminação de emergência sinalização e alarmes sonoros que disparam a partir de uma central Outro exemplo no quesito de segurança é o controle de acesso ao edifício As pessoas que irão adentrar são previamente cadastradas e após passarem pelas catracas são monitoradas de maneira a não adentrarem onde não é permitido dando acesso a determinados lugares apenas a quem tem permissão para estar naquele local PRUDENTE 2015 Em caso de hospitais a automação existe para dar melhores condições aos pacientes em sistemas de suporte à vida que em caso de emergência aciona os profissionais para averiguarem o que ocorre Além disso ajuda na mobilidade dos pacientes e auxilia os profissionais de saúde quando necessário Um Sistema de Automação predial BAS2 consiste na instalação de vários sistemas como arcondicionado iluminação sistemas de segurança 2 Sigla para Building Automation system 30 dentre outros controlados por um único sistema em uma central O BAS visa automatizar as tarefas de todos os sistemas instalados na edificação através de vários dispositivos elétricos e mecânicos interconectados como mostrado na figura 09 DOMINGUES CARREIRA VIEIRA KASTNER 2016 Figura 09 Ilustração do conjunto de hardware e software de automação predial Fonte DOMINGUES et al 2016 214 Automação Residencial Podese dizer que a automação residencial é uma adaptação do que já existia na indústria É o uso das novas tecnologias para executar tarefas domésticas de forma automatizada trazendo conveniência conforto segurança e economia GUNGE YALAGI 2016 Os sistemas incluem componentes muito parecidos com a indústria mas com finalidades diferentes como por exemplo a interface de usuário que na indústria seria o mainframe as conexões cabos wifi bluetooth entre outros a central de controle e finalmente os dispositivos eletrônicos GUNGE YALAGI 2016 A figura 10 mostra de forma esquematizada o funcionamento de uma automação residencial 31 Figura 10 visão geral de um sistema de automação residencial Fonte Disponível em httpswwwembeddedcomdesigningpowerefficientandsecure homeautomationsystems Acesso em janeiro de 2023 215 Automação Urbana Podese dizer que a automação urbana consiste primariamente da automação dos sistemas urbanos mais complexos e de infraestrutura tais como drenagem e transportes assim como sistemas autônomos em edificações e automóveis A automação urbana está presente nos transportes por meio de sistemas de controle inteligentes uso de painéis de mensagens variáveis PMV sistema de detecção automática de incidentes DAI softwares de navegação eou localização radares e semáforos inteligentes Em sistemas de Drenagem água e esgoto a automação pode ser encontrada em sistemas para controle de cheias reuso de águas telemetria monitoramento controle de estações de tratamento de água e de esgotamento sanitário 32 Também existem sistemas automatizados para coleta e reciclagem de resíduos sólidos assim como sistemas para geração e transmissão de energia A automação também está presente em sistemas de segurança pública dentre outros 22 ROBÓTICA 221 Definição e Conceitos Em meados do século XX começou a ser explorado a conexão homemmáquina dando início a um período de estudos que levaram ao nascimento da robótica que é a ciência e tecnologia dos robôs Na década de 1980 a robótica foi definida como a ciência que estuda a conexão inteligente entre percepção e ação A ação de um robô está relacionada à locomoção e manipulação através dos atuadores enquanto a percepção é realizada por meio dos sensores enquanto a conexão inteligente está ligada a uma programação ou interface de controle através dos controladores Isto levou a robótica a dividir os robôs em dois principais campos de atuação que são os robôs de campo que são aqueles que substituem o homem em locais perigosos ou de difícil acesso ou para que executem tarefas fatigantes ao homem e os robôs de serviço que são aqueles que executam tarefas para melhorar nosso conforto e qualidade de vida Por volta do final dos anos 1990 e início dos anos 2000 a robótica sofreu grandes mudanças graças aos avanços tecnológicos Isso fez com que a robótica expandisse ainda mais seus focos não apenas se atendo ao âmbito industrial mas sendo levados a conviverem com o ser humano de uma forma mais direta tanto em nossas casas quanto em nossos lares ajudando em áreas como serviços entretenimento educação saúde manufatura e assistência SICILIANO KHATIB 2016 33 222 Robôs de Serviço Robô vem do termo eslavo tcheco robota que significa trabalho forçado ou escravo Este termo foi proposto pelo escritor tcheco Karel Capek Os robôs fazem parte do imaginário do homem e invadem obras de ficção como por exemplo do autor Isaac Asimov que definiu em sua obra as leis da robótica SANTOS 2004 a saber 1ª Lei Um Robô não pode maltratar um ser humano ou pela sua passividade deixar que um ser humano seja maltratado 2ª Lei Um Robô deve obedecer às ordens dadas por um ser humano exceto se entrarem em conflito com a 1ª lei 3ª Lei um robô deve proteger a sua própria existência desde que essa proteção não entre em conflito com a 1ª Lei ou a 2ª Lei Lei Zero proposta mais a frente em outra de suas obras um robô não pode causar mal à humanidade ou por omissão permitir que a humanidade sofra algum mal As leis da robótica de Asimov tinham como objetivo tornar possível a interação de robôs inteligentes e seres humanos impedindoos de rebelaremse e de alguma forma fazerem algum mal aos humanos mesmo os robôs tendo capacidade de tomarem suas próprias decisões através de inteligência artificial IA As leis da robótica apesar de originaremse da ficção são diretrizes para os pesquisadores QUEIROZ 2016 principalmente os da área de robótica e de IA Para Santos 2004 o termo robótica se associa ao uso e programação dos robôs e com isso para se ter o status de robô é necessário ser um dispositivo programável que resolva algum problema prático e que interaja fisicamente através de partes mecânicas Para a ISO 2012 é definido por robô aqueles que operam tanto em âmbito industrial quanto não industrial 34 Robô Mecanismo programável que atua em dois ou mais eixos com um grau de autonomia movimentandose em seu ambiente para executar tarefas determinadas Nota 1 Um robô incluí o sistema de controle e a interface do sistema de controle Nota 2 A classificação de um robô em industrial ou de serviço é feito de acordo com sua aplicação Os robôs foram largamente utilizados desde seu advento para realizar e facilitar rotinas de trabalhos anteriormente feitos pelo homem A partir da revolução industrial principalmente pela indústria têxtil foi onde surgiram as primeiras máquinas alimentadas eletricamente Essas máquinas eram os teares figura 11 que substituíram a força de trabalho humana para passar a produzir tecidos em larga escala e não apenas para consumo de subsistência Desde então a indústria de uma maneira geral utilizou e aperfeiçoou a tecnologia para termos os robôs industriais usados nas fábricas hoje em dia LIMA 2011 Figura 11 Teares em fábrica de tecido Fonte Disponível em httpsdailymai2CLL02K Acesso em novembro 2019 De acordo com Zelinsky 2016 os robôs de serviço são todos derivados dos robôs industriais entretanto a ISO 2012 e o próprio Zelinsky afirmam que estes executam tarefas para os humanos como mostrado na figura 12 mas os excluem dos serviços industriais e têm mais flexibilidade de uso e reprogramação 35 Figura 12 Robôs de serviço profissional logística Fonte Disponível em httpswwwautomateorgblogswhatareprofessionalservicerobots andhowdotheybenefitendusers Acesso em janeiro de 2023 Os robôs de serviço são relacionados àqueles que têm uma interação mais direta com o homem Algumas áreas dos robôs de serviço são os veículos inteligentes robôs médicos e cirurgiões robôs voltados para reabilitação e saúde robôs domóticos e robôs educacionais ZELINSKY 2016 O foco principal deste trabalho será nos robôs voltados para a domótica 223 Robôs Domóticos De forma mais geral podese dizer que os robôs domóticos são robôs de serviço que executam tarefas de forma automatizada em ambientes residenciais educacionais e assistivos tais como casa de repouso e hospitais Eles têm seus usos próprios tais como segurança limpeza assistência e gerenciamento de determinados aspectos Alguns exemplos de robôs domóticos são robô aspirador de pó figura 13 cortador de grama figura 14 limpador de piscina figura 15 robô VPA Virtual Personal Assistantfigura 16 e robô de estimação Pet Robotfigura 17 36 Figura 13 Robô aspirador de pó Fonte Disponível em httpswwwautomateorgblogswhatareprofessionalservicerobots andhowdotheybenefitendusers Acesso em janeiro de 2023 Figura 14 Robô cortador de grama Fonte Disponível em httpswwwautomateorgblogswhatareprofessionalservicerobots andhowdotheybenefitendusers Acesso em janeiro de 2023 37 Figura 15 Robô limpador de piscina Fonte Disponível em httpswwwautomateorgblogswhatareprofessionalservicerobots andhowdotheybenefitendusers Acesso em janeiro de 2023 Figura 16 Robô Aido Robô VPA Fonte Disponível em httpswwwautomateorgblogswhatareprofessionalservicerobots andhowdotheybenefitendusers Acesso em janeiro de 2023 38 Figura 17 Robô Vector Robô de estimação Fonte Disponível em httpsthegadgeteercom20181231ankivectorrobotreview Acesso em janeiro de 2023 23 DOMÓTICA 231 Definição e Conceitos A palavra Domótica é a junção da palavra latina Domus que significa casa com o termo tcheco Robota que significa trabalho forçado ou escravo DOMINGUES 2013 Esta é uma forma de se referir à automação residencial relacionada aos ambientes inteligentes e casas inteligentes A domótica assim como a automação predial segue um conceito semelhante que para Prudente 2015 se refere às tecnologias que viabilizam e realizam de forma automática determinadas operações Entretanto a domótica está relacionada à residência ao invés da automação na edificação de uma maneira geral Ou seja ela ocorre dentro da unidade habitacional A domótica serve para facilitar as tarefas do dia a dia e em outros casos auxiliar as pessoas com deficiências motoras e de 39 locomoção DOMINGUES 2013 Com isso gerase conforto e bemestar das pessoas De acordo com Bolzani 2007 a automação residencial começa nos primeiros eletrodomésticos que na década de 1920 vinham para beneficiar as pessoas à época principalmente a diminuir o uso da força e a ter mais tempo para realizar outros afazeres A tecnologia neste período foi um dos fatores que permitiu a difusão destes eletrodomésticos que se tornaram menores e independentes Durante muito tempo a automação residencial foi algo que as pessoas de modo geral ainda viam como o futuro Apesar das vantagens a domótica ainda gera desconfiança sobre deixar tudo o que se tem em casa conectado em rede assim como aconteceu nos anos 1920 com os motores elétricos BOLZANI 2007 Tanto para Prudente 2015 quanto para Domingues 2013 a domótica é uma ciência multidisciplinar que une disciplinas como arquitetura engenharia e informática com a finalidade de trazer mais conveniência conforto e segurança aos usuários Como citado em sessão anterior os sistemas de automação tem como principais componentes os controladores sensores e atuadores Entretanto Angel e Fraige 1993 apud DOMINGUES 2013 apontam ainda mais dois componentes que apesar de apresentarem como domóticos também são encontrados em sistemas de automação predial e industrial Estes componentes são os meios de transmissão que podem ser via cabos tais como fibra ótica rede rede telefônica entre outros ou por sistema sem fio e os elementos externos que são os sistemas instalados nos ambientes e que serão controlados pelo sistema domótico A automação residencial e predial apesar de em muitos casos terem fins próximos se difere não apenas pelo porte do sistema mas também pelo tipo de instalação aplicação e como é feito o gerenciamento do sistema pois na residencial o próprio proprietário faz esse gerenciamento e quando necessário chama um técnico Já na predial existe a figura do building manager que é o responsável pelo monitoramento do sistema em funcionamento 40 Algumas diferenças entre a automação predial e automação residencial domótica são mostradas na Tabela 1 Tabela 1 Diferenças entre automação predial e residencial Automação predial Automação residencial Comitente empresa habitante Usuário trabalhador habitante Gerenciamento de sistema building manager habitante Utilidade complexa simples Porte edifício habitação Gestão do espaço dinâmica estática Motivação segurança economia energética automação controle de acesso conforto segurança símbolo de status entretenimento Fonte Prudente 2015 232 Principais Aplicações Os sistemas domóticos segundo Bolzani 2004 são divididos em detecção e controle mecânico energia elétrica aquecimento ventilação e ar condicionado HVAC iluminação detecção e combate de incêndios segurança patrimonial identificação e automação de acessos multimídia fluídos e detritos monitoramento e visualização auditoria e otimização de processos e integração de sistemas Levando isto em consideração podese ver que as aplicações são extremamente variadas Bolzani 2004 Prassler e Kosuge 2016 falam de algumas de suas principais aplicações que são 1 Monitoramento patrimonial através de câmeras sensores e alarmes 2 Entretenimento e comunicação através de sistemas multimídia 3 Eficiência energética através de monitoramento de consumo de energia e automação do sistema HVAC para otimização de seu uso além do monitoramento e automação do sistema de iluminação 4 Automação do sistema de detecção e combate de incêndio através de detectores e alarmes aos moradores 5 Limpeza através de robôs como o robô aspirador de pó cortador de grama e limpador de janelas 6 41 Equipamentos e eletrodomésticos inteligentes que começaram a surgir nos últimos anos através do que é chamado de IoT Uma das possibilidades de implementação dos sistemas domóticos está relacionada com a área da saúde como evidenciado por Chan et al 1995 que identificou que a domótica poderia ajudar pessoas idosas com deficiência eou dificuldades de locomoção e de movimentos a ter uma vida mais facilitada através dessa assistência ajudando assim a socialização destas pessoas e a melhoria da qualidade de vida Estes sistemas também podem ser usados em conjunto ao machine learning aprendizado de máquina em português para ajudar a identificar as posturas de pessoas idosas e com deficiência para auxiliálos em suas residências em caso de necessidade e no monitoramento de saúde E quando necessário acionar profissionais da saúde através de telemedicina PANINI CUCCHIARA 2003 De acordo com Móron et al 2016 a domótica se tornará uma parte essencial no futuro da construção civil onde além do conforto proporcionado pelas casas inteligentes através da automação residencial estará atrelada também à gestão das instalações e sistemas existentes na residência incluindo as instalações elétricas Com esse tipo de gerenciamento será possível medir e melhorar a eficiência energética da unidade residencial o que leva a uma melhoria na eficiência energética no edifício e enfim da região Com essa eficiência diminuise as emissões de CO2 na atmosfera diminuindo assim os efeitos climáticos ocasionados por suas emissões A domótica tem uma série de benefícios para os usuários Segundo Móron et al 2016 eles vão desde o aumento do conforto proporcionado pelo controle ambiental automatizado e com isso uma maior eficiência energética que consequentemente leva a economia financeira Móron et al 2016 cita também a sensação de segurança proporcionada como proteção antifurto e a prevenção de falhas nas instalações da residência Com a evolução dos sensores que estão cada vez mais aprimorando a capacidade do sistema se adaptar ao ambiente eles mantêm as condições necessárias para seu funcionamento com alta performance e uso mínimo de energia Isto somado à evolução da 42 tecnologia sem fio proporcionando a comunicação entre diferentes sistemas e protocolos e um contínuo aprimoramento estão fazendo com que estes sistemas se tornem cada vez mais confiáveis com menos falhas e mais robustos MORÓN et al 2016 43 3 INDÚSTRIA DA DOMÓTICA E MERCADO 31 INDÚSTRIA 40 311 Histórico Para Schwab 2016 as revoluções acontecem quando alterações abruptas e radicais nas estruturas sociais e econômicas ocorrem a partir de novas tecnologias e novas formas de perceber o mundo Schwab 2016 lista quatro grandes revoluções que mudaram a maneira de viver do homem A primeira foi desde que o homem parou de buscar alimentos e começou a dominar técnicas agrícolas Este período por volta de dez mil anos é denominado revolução agrícola Após este período aconteceria na segunda metade do século XVIII até metade do século XIX a primeira revolução industrial Ela é marcada principalmente pela transição da força muscular pela força da máquina aumentando a capacidade e velocidade de produção Foi um período marcado pela máquina a vapor e pelo início das construções de ferrovias A segunda revolução industrial começa no fim do século XIX e foi a partir deste período que se começou a produção em massa graças ao advento da eletricidade e da linha de montagem nas indústrias A terceira revolução industrial começou na década de 1960 Chamada de Revolução Digital ou Revolução do Computador pois aconteceu a partir do desenvolvimento de semicondutores da computação do mainframe ao computador pessoal e da internet Schwab 2016 diz que a partir do século XXI adentrouse na quarta revolução industrial Esta se utilizando da revolução digital permite uma conectividade constante tecnologia com dispositivos cada vez menores e mais baratos e os avanços nas tecnologias de inteligência artificial e aprendizado de máquina De acordo com Morrar et al 2017 o termo revolução industrial pode ser chamado também de Indústria 40 ou Empresa Conectada O que difere os termos é o local onde foi usado pela primeira vez sendo o termo Indústria 40 44 na Alemanha Empresa Conectada nos Estados Unidos e Quarta Revolução Industrial no Reino Unido O termo Indústria 40 significa que a indústria está se transformando assim como a tecnologia de informação comunicação e comércio eletrônico já se transformaram por consequência do avanço das tecnologias digitais CORDES e STACEY 2017 A expectativa é que o impacto da quarta revolução industrial seja mais profundo e muito mais rápido Isto é visível através das grandes demandas das tecnologias sendo que estas estão se apresentando principalmente através das empresas de tecnologia as quais estão investindo no futuro da indústria 40 Morrar et al 2017 32 A CASA INTELIGENTE 321 Conceito e Histórico O termo Casa Inteligente foi primeiramente usado pela American Association of houses builder em 1984 por causa das primeiras Wired Houses casas cabeadas ou conectadas construídas como passatempo no início da década de 1960 HARPER 2003 Para Harper 2003 uma casa não pode ser considerada inteligente pelo fato de ser bem construída nem por seguir preceitos de sustentabilidade Na casa inteligente existem tais conceitos mas necessariamente precisa haver também tecnologias interativas instaladas Uma casa inteligente pode ser definida como uma residência equipada com tecnologia de informação computacional que antecipa e responde às necessidades de seus ocupantes promovendo conforto conveniência secularidade e entretenimento através da gestão da tecnologia inserida na casa e suas conexões com o mundo exterior HARPER 2003 Para AURESIDE 2017 a casa inteligente é uma casa onde os equipamentos são conectados a um sistema informatizado e com isso diminui a dependência de comandos físicos diretos como chaves e interruptores podendo fazer tudo por um controle remoto e no caso de 45 hoje através de um smartphone Isso tudo gera conveniência e um banco de dados sobre conforto gastos energéticos entre outros que ajuda através da leitura dos dados do usuário e sua relação com a casa que a casa funcione de maneira eficiente gerando economia e toda a conveniência que o usuário necessita No período da década de 1960 não havia tantas tecnologias interativas como hoje Existiam muitas complicações para a criação de dispositivos capazes de concretizar o que se conhece como casa inteligente Neste período o que existia era caro e necessitava de um grande espaço de armazenamento para o equipamento além da dificuldade de sua utilização de uma maneira geral o que é chamado hoje de usabilidade Isso nos leva ao user experience UX Experiência do Usuário De fato a usabilidade não era o foco e Harper 2003 eu pontua quatro itens Não havia motivação em se ter produtividade nos afazeres domésticos O usuário não tinha envolvimento no processo de criação Os próprios projetistas achavam a tecnologia doméstica desinteressante O foco era em equipamentos que tinham apenas uma função Estes fatores se prolongaram até o fim da década de 1990 e início do século XXI onde a tecnologia foi se tornando cada vez mais acessível mais fácil de usar e a conectividade através da internet começou a se tornar comum 33 SISTEMA BUS E PROTOCOLOS As tecnologias BUS ou de barramento surgiram nos anos 1980 com objetivo de suprir as necessidades de conforto segurança e economia de energia de edifícios através de instalações prediais tornandose a 46 tecnologia base da automação predial e a posteriori de automação residencial PRUDENTE 2015 Esse sistema engloba o que se pode chamar de fieldbus ou BUS de campo em português que é uma rede desse sistema de barramento em serial multidrop bidirecional digital Essa rede permite conectar vários dispositivos nele Segundo Prudente 2015 podese dividir o sistema BUS basicamente em duas categorias proprietário e padrão O sistema BUS proprietário tem um sistema fechado onde o fabricante não divulga informações sobre o produto sendo normalmente de custo baixo e fácil instalação Entretanto pelo fato de o sistema ser fechado é provável que se crie uma dependência do usuário àqueles produtos de determinado fabricante O sistema BUS padrão é um sistema aberto open source ou white label onde as informações técnicas são de domínio público permitindo que várias empresas possam utilizar e desenvolver novos dispositivos e tecnologias utilizando este sistema Tal sistema por ser padrão é referência no mercado evoluindo bastante com o passar dos anos e sendo largamente utilizado principalmente por suprir as demandas de projetos de automação de grande porte PRUDENTE 2015 331 Cabeamento Componentes e Protocolos O cabeamento de um sistema BUS se difere principalmente das instalações elétricas tradicionais Primeiro por trabalhar em baixas voltagens entre 20V e 30V o que reduz riscos e com isso se tornam mais seguros para o técnico que for trabalhar na rede Outra diferença é na quantidade de condutores que no caso da instalação tradicional são cabos elétricos onde cada novo dispositivo necessita de mais cabos e maior complexidade enquanto no caso do sistema BUS são apenas cabos de rede com menos sessões e muitas vezes não sendo necessário recabear todo o trecho apenas acrescentando o dispositivo e configurandoo PRUDENTE 2015 47 Entretanto é necessário que o dispositivo de comando seja ele uma chave botão ou sensor disponha de um circuito inteligente para possibilitar o funcionamento da instalação Isso faz com que a interface de comando necessite de uma configuração via hardware ou software Na figura 18 seguem exemplos de instalação tradicional com cabeamento de energia e instalação BUS através de cabo BUS Figura 18 Instalação Tradicional Instalação BUS Fonte Prudente 2015 De acordo com Prudente 2015 a instalação domótica trata de componentes inteligentes conectados entre si pelo cabo BUS e para seu pleno funcionamento é necessário que haja um componente que verifique uma situação predefinida como sensores botões e chaves um componente que transmita a informação sendo este o cabosistema BUS ou algum outro meio de transmissão por rede sem fio como será visto mais a frente e um componente que receba a transmissão e execute uma tarefa que seriam os atuadores Todos estes componentes necessitam de 48 um microprocessador ou PIC Programmable Interface Controler3 para processar a informação e então realizar a tarefa definida Como exemplo podese falar do sensor de luz natural atuando sobre uma lâmpada Um sensor de luz percebe a diminuição da luz natural transmite sinais via cabo BUS e um atuador recebe esse sinal processa a informação e faz com que a lâmpada se desligue Isso pode servir para outros tipos de funções como sensores de umidade detectores de fumaça sensores de movimento além de tantos outros Podese ver um esquema simplificado do funcionamento na figura 19 Figura 19 Esquema domótico simplificado Fonte Prudente 2015 Prudente 2015 explica que do pondo de vista funcional o sistema BUS não se difere dos dispositivos tradicionais ou seja para se ligar uma lâmpada em ambos é necessária uma ação sobre um sensor Entretanto o BUS por ser um sistema digital como visto anteriormente é codificado e transmite o sinal digital para serem processados por um software ou seja segue um conjunto de regras que são chamados de protocolos Alguns dos protocolos mais famosos são Konnex My Home e X10 34 WIFI SISTEMA IEEE 80211 REDE SEM FIO O sistema IEEE 80211 popularmente conhecido como wifi é uma rede local sem fio wireless local area network WLAN É uma rede que 3 Controlador de Interface Programável tradução livre 49 tem um custobenefício que satisfaz as necessidades da maioria dos usuários em âmbito doméstico BELLALTA 2016 O sistema IEEE 80211 é um sistema de radiofrequência que trabalha em determinadas faixas e que determina padrões para ela Cada país tem suas principais faixas estipuladas pelo governo Entretanto existem frequências que não são estipuladas pelo governo conhecidas como ISM Industrial Científica e Médica Os intervalos do IEEE 802011 são entre 24 GHz e 2485 GHz e 5 GHz O termo wifi vem do inglês Wireless Fidelity que é um conglomerado de empresas que se uniram para trabalhar em um padrão e melhorálo através de pesquisas O wifi permite uma múltipla conexão possibilitando que em apenas uma rede se tenha vários dispositivos conectados simultaneamente tais como computadores notebooks smartphones impressoras videogames entre outros BULHMAN CABIANCA 2016 Esta múltipla conexão em rede permitindo o uso de internet de banda larga em alta velocidade abriu muitos caminhos para a automação residencial 35 CLOUD COMPUTING NUVEM A nuvem cloud computing é um modelo que permite acesso de rede sob demanda de forma conveniente para uma gama de serviços de recursos de computação tais como servidores armazenamento de dados serviços de internet processamento entre outros Isto tudo através de acesso rápido e fácil com o mínimo de gerenciamento e interação O modelo de nuvem está dividido em cinco principais características três tipos de serviço e quatro modelos de desenvolvimento As cinco principais características segundo Mell e Grance 2011 são Ondemand selfservice autoatendimento sob demanda é um serviço onde o consumidor pode se servir de maneira unilateral sem interação humana de recursos como armazenamento e servidores 50 Broad network access acesso amplo de rede são recursos que são disponíveis através de uma rede e acessadas por diferentes tipos de dispositivos e plataformas tais como celulares e computadores Resource pooling agrupamento de recursos são recursos do provedor de serviço que são agrupados de forma a atender vários usuários usando um sistema multitenant alocação múltipla através de recursos que são atribuídos dinamicamente de acordo com a demanda dos usuários Alguns exemplos são armazenamento processamento e largura de banda da rede Rapid elasticity elasticidade rápida são recursos que podem ser providos e liberados de maneira elástica para ter escalonamento sob demanda Isto faz com que para o usuário o serviço pareça ser ilimitado a qualquer momento Measured service serviço mensurado ou serviço medido são sistemas de nuvem que controlam e otimizam o uso de forma automática através do aumento da capacidade de medição em um nível de abstração apropriado ao tipo de serviço Os recursos podem ser monitorados controlados e reportados de maneira a prover transparência tanto para o provedor quanto para o consumidor Alguns tipos de serviços ofertados são armazenamento processamento e banda de rede Os três tipos de serviços são Software as a Service SaaS Software como um Serviço ou Programa como um Serviço Recursos providos para os consumidores através de uma aplicação de um provedor que funciona por uma infraestrutura de nuvem As aplicações são acessadas de diversos dispositivos ou de uma interface Um 51 exemplo disto são os emails baseados na web4 que funcionam através de acesso por browser ou aplicativo O consumidor não tem controle e nem pode gerenciar a infraestrutura de nuvem tais como rede servidores sistemas operacionais e armazenamento5 Plataform as a Service PaaS Plataforma como um Serviço Recursos providos aos consumidores de maneira a instalar na infraestrutura de nuvem aplicações criadas ou adquiridas pelo consumidor a partir de linguagem de programação bibliotecas serviços e ferramentas de suporte do provedor O consumidor não tem controle e nem pode gerenciar a infraestrutura de nuvem mas têm controle sobre estes aplicativos adquiridos ou criados e das configurações do ambiente de hospedagem desses serviços6 Infrastrucutre as a Service IaaS Infraestrutura como um Serviço Recursos providos são processamento armazenamento rede dentre outros recursos fundamentais onde o consumidor é capaz de implantar e rodar o software do jeito que quiser tais como aplicações e sistemas operacionais O consumidor não gerencia nem controla a infraestrutura de nuvem mas tem controle sobre todos os aspectos citados acima e controle limitado de alguns componentes de rede Os quatro modelos de desenvolvimento são Private Cloud Nuvem Privada A infraestrutura de nuvem é provida de forma exclusiva para uma empresa ou organização É possível ser usado por vários usuários Pode ser gerido e operado pela empresa ou organização ou é terceirizado e até mesmo de gestão e operação combinada 4 Serviços como Gmail e Outlook 5 Geralmente esses serviços têm melhorias pagas a quem gerencia o serviço de nuvem 6 Como por exemplo criadores de sites para pessoas que não sabem programação 52 Commuity Cloud Nuvem Comunitária A infraestrutura da nuvem é provida para uso exclusivo por uma comunidade específica de consumidores de organizações que tenham as mesmas preocupações como segurança política de empresa e missão Ela é gerida e operada por uma ou mais destas organizações da comunidade por terceirizados ou por operação e gestão combinados Public Cloud Nuvem Pública A infraestrutura da nuvem é provida para uso aberto e do público geral Normalmente é proprietário gerido e operado por empresas universidades ou organizações governamentais Também pode ser de gestão e operação combinadas Hybrid Cloud Nuvem Híbrida A Infraestrutura de nuvem é composta por duas ou mais tipos de infraestrutura distintas Private Comunity e Public 351 Sistema de Controle pela Nuvem De acordo com Lima 2019 em entrevista os sistemas mudaram muito ao longo destes anos Uma das causas citadas por ele é a mudança no controlador central que antes era necessário um espaço reservado a ele e a necessidade de cabeamento para se conseguir automatizar a residência Além da dificuldade técnica era muito caro Entretanto com a popularização da rede wireless IEEE 80211 e da internet móvel foi possível para as grandes empresas investirem no que é chamado de cloud computing no Brasil popularmente conhecido como nuvem Com isto este sistema que anteriormente necessitava de um espaço considerável além do cabeamento evoluiu para sistemas que se conhecem hoje Um dos mais conhecidos é o Google Home além de sistemas que podem ser implementados com Arduino e RaspberryPy 53 As figuras 20 e 21 respectivamente mostram esquematicamente como funciona um sistema tradicional via cabeamento e um sistema que funciona utilizando a nuvem Figura 20 Sistema de automação tradicional Fonte Lima 2019 Engenheiro de automação PUCRIO Figura 21 Sistema de automação com dados na nuvem Fonte Lima 2019 Engenheiro de automação PUCRIO 36 MICROCONTROLADORES De acordo com Lovine 2000 microcontroladores são singlechip computer computadores em um único chip isto é um chip de circuito integrado Eles têm características similares as dos computadores pessoais como por exemplo eles são capazes de armazenar e rodar um programa possuem CPU memória RAM memória ROM linhas de saída e entrada IO portas paralelas portas seriais e relógio Alguns ainda têm capacidades para outros periféricos como conversores analógicodigital e digitalanalógico 54 A nível de informação os microcontroladores têm basicamente dois tipos de arquitetura a Von Neumman e a Harvard como mostram as figuras 22 e 23 Figura 22 Esquemático simplificado da arquitetura Von Neumman Fonte o autor Figura 23 Esquemático simplificado da arquitetura Harvard Fonte o autor Os microcontroladores nos últimos anos aumentaram suas capacidades de processamento evoluindo para arquiteturas de 32bit e 64 bit além de melhoria nas memórias e tão importante quanto o processamento as dimensões cada vez menores possibilitando sua utilização em dispositivos antes complicados de inserção Isso influenciou o salto de dispositivos inteligentes como lâmpadas componentes automobilísticos e celulares LIMA 2019 55 361 Mercado de Microcontroladores De acordo com Matas 2013 o mercado de microcontroladores previa um maior leque de usosfim em áreas como automobilística comunicação bens de consumo indústrias e saúde Até o ano de 1980 o mercado de microcontroladores esteve estável comparado a outros produtos e ainda teve um grande revés no ano de 2009 quando houve o período de recessão em mercados globais Entretanto com o barateamento e o aperfeiçoamento da tecnologia previuse que em 2013 o mercado voltaria a crescer principalmente por causa do uso de tecnologia mais avançada como os chips 32bit que são menores e mais precisos O Gráfico 01 mostra o mercado até 2012 apresentando certa estabilidade mas a partir de 2013 em diante foi prevista forte tendência de diminuição do valor de venda dos microcontroladores e um aumento de unidades vendidas Gráfico 01 Mercado de microcontroladores de 2010 até 2012 e projeção para 20132017 Market mercado Units unidades vendidas ASP média de valor de venda Fonte IC Insights 2013 56 Em pesquisa divulgada pela IC Insights Lineback 2018 mostra que além de se confirmar estas previsões podese dizer que se chegou a um cenário melhor do que o previsto Nesta mesma pesquisa estimase que apesar da estabilidade nos anos de 1980 até início dos anos 2010 a tendência do mercado de microcontroladores é de aumentar Ele cita que esse aumento se deu principalmente pelo segmento de smartcards 40 mas cita também que uma boa parcela 16 é para finalidades de sistemas de automação como sistemas embutidos controles automatizados sistemas de detecção e de IoT com uma projeção de crescimento em 11 em 2018 O Gráfico 02 mostra os mercados de 2015 a 2017 e a previsão para 2018 até 2022 Gráfico 02 Mercado de microcontroladores de 2015 até 2017 e projeção 20182022 Market mercado Units unidades ASP media de valor de venda Fonte IC Insights 2018 37 UX EXPERIÊNCIA DOS USUÁRIOS E SUAS PERCEPÇÕES O termo User Experience7 foi usado pela primeira vez na década de 1990 pelo professor Donald Norman8 Em relação ao termo ele disse 7 Experiência de usuário é a tradução mais comum 8 Professor emérito de ciência cognitiva da Universidade da Califórnia e Professor de ciência da computação da Universidade de Northwestern em Illinois 57 Nenhum produto9 é uma ilha Um produto é mais que um produto É um conjunto coeso e integrado de experiências Pense em todos os estágios de um produto ou serviço das intensões iniciais até as reflexões finais desde o primeiro uso até a ajuda serviço e manutenção Faça todos trabalharem juntos perfeitamente De acordo com a ISO 2019 experiência de usuário é Percepção e resposta das pessoas resultante do uso eou uso antecipado de um produto sistema ou serviço Nota 1 A experiência de usuário inclui todas as emoções crenças preferências percepções respostas físicas e fisiológicas comportamento e realizações do usuário que ocorreram antes durante ou após o uso Nota 2 Experiência de usuário é a consequência de imagem de marca apresentação funcionalidade performance do sistema interatividade e capacidade assistiva do sistema interativo o estado interno e físico do usuário resultante de experiências anteriores atitudes habilidades e personalidade e o contexto de uso Nota 3 usabilidade quando interpretado a partir da perspectiva das metas do usuário pode incluir os tipos de aspectos perceptivos e emocionais tipicamente associados com a experiência do usuário Os Critérios de usabilidade podem ser usados para assessorar aspectos da experiência de usuário Stewart 2015 explica brevemente que a utilização do que seria o termo userexperince começou nos anos de 1970 com o termo interface homemcomputador que ao longo dos anos foram cunhados outros nomes como computer ergonomics10 e interação e usabilidade homem computador até chegarmos nos termos humancentered design11 e User experience12 que é o termo mais comumente utilizado no ramo da tecnologia O humancentered design é um método formulado por Rosenbrock da University of Machester Institute of Science and Technology no qual tem ênfase no operador como parte ativa do sistema levando em consideração as capacidades humanas tais como flexibilidade inventividade intuição e criatividade na operação do sistema HANCKE 1990 9 Produto neste caso pode ser visto também como serviços 10 Tradução Ergonomia de computador 11 Tradução Design centrado no ser humano 12 Experiência de Usuário 58 De acordo com Norman e Nielsen 1998 a primeira demanda para um UX exemplar é ir de encontro com as necessidades dos usuários de maneira que não tenha nenhum aborrecimento ou dificuldade para os mesmos Tem que ser elegante divertido e fácil de usar Se desenvolve também com os comentários e opiniões dos clientes onde estes dizem o que eles querem e quais recursos seriam interessantes de se ter nos dispositivos utilizados Norman 2016 diz que ao contrário do que as pessoas pensam UX não é apenas para aplicativos e websites mas que pode ser aplicado a tudo desde tecnologia até serviços ou seja está mais para um sistema do que um simples jargão Norman 2014 acredita que para uma UX é necessário o processo de continua checagem do produto após lançamento ou liberação para que se tenha sempre uma melhoria do mesmo para o usuário final A questão da experiência do usuário vai além da usabilidade pois envolve questões psicológicas que fazem com que o usuário queira continuar tendo aquela experiência com determinado produto ou serviço Podese dizer que o uso de sistemas domóticos de fácil instalação para fins como segurança assistência e entretenimento que proporcionem boas experiências aos usuários é um sistema amigável com uma boa experiência do usuário 38 VIRTUAL PERSONAL ASSISTANTS13 VPAS Gaggioli 2018 define VPAs como interfaces de softwares projetados para interagir de maneira natural com seu utilizador através de processamento de linguagem natural natural language processing em inglês NLP inteligência artificial aprendizado de máquina e vários sensores e atuadores que aprendem o ambiente onde irão operar Apesar de se intercambiar e se confundir os termos VPA e ChatBot são na realidade bem diferentes Enquanto o ChatBot tem um uso e finalidade restrita e menos complexo como vendas e suporte aos usuários os VPAs são mais flexíveis e tem mais interação com o usuário através de 13 Assistentes Pessoais Virtuais 59 aplicações mais sofisticadas e complexas tais como a IA e aprendizado de máquina que permitem o aprendizado sobre o usuário e uma resposta cada vez melhor De acordo com muitos analistas com a evolução dos VPAs os usuários irão cada vez mais usar um número menor de aplicativos nos celulares sendo estes apenas aqueles que irão potencializar seu uso Com isso estes aplicativos irão migrar para os ambientes ao nosso redor fazendonos interagir com nosso mobiliário e veículos por exemplo Isto fará com que barreiras entre o que é físico e virtual diminuam cada vez mais GAGGIOLI 2018 39 IoT INTERNET DAS COISAS De acordo com Pinochet apud Patricio et al 2018 a internet das coisas também chamada de machinetomachine é uma revolução da internet tão substancial quanto a própria criação dela e tratase de conseguir comunicação entre tecnologias tanto sem fio quanto cabeada através de outros dispositivos A ideia mais ampla de IoT é que todos os objetos podem se tornar um computador entretanto podese dizer mais precisamente que as coisas não se tornam computadores mas sim que tem nelas pequenos computadores e isto as faz serem chamadas de smart inteligente Fleisch 2010 Para Patricio et al 2018 os sistemas de internet e comunicação estão cada vez mais onipresentes em nossas vidas ao ponto de estarmos conectados quase 100 do tempo através de dispositivos que vão desde os celulares e computadores que são os usos óbvios mas também no que é chamado de dispositivos vestíveis como relógios e óculos inteligentes que já são encontrados no mercado Patricio et al 2018 diz ainda que IoT é a ampliação da internet com o objetivo de tornar objetos do cotidiano como geladeiras carros roupas dentre outros em dispositivos inteligentes conectados 60 De acordo com Casagras apud HILLMAN 2018 o IoT é definido pelo Projeto Coordination and Support Action for Global RadioFrequency Identification RFID como uma infraestrutura de rede global interligando objetos físicos e virtuais por meio da exploração de captura de dados e capacidades de comunicação Essa infraestrutura inclui a Internet existente e em evolução bem como os desenvolvimentos de rede Ela oferecerá identificação de objetos especifica capacidade de sensoriamento e de conexão como base para desenvolvimento de aplicações e serviços independentes cooperativos Estes serão caracterizados por um elevado grau de captura autônoma de dados transferência de eventos conectividade e interoperabilidade de rede Alguns exemplos de VPAs disponíveis no mercado são o Google Assistant Google14 Siri Apple Alexa Amazon15 Cortana Microsoft e Bixby Samsung Esses são os mais populares figura 24 e que têm mais tecnologia e mais funcionalidades Figura 24 VPAs Google Assistant Siri Alexa Cortana Bixby Fonte autor 2022 Entretanto existem os mais simples e menos populares como o DataBot Extreme Personal Voice Assistant Hound e Robin sendo estes com menos funcionalidades e mais usados para entretenimento do que uso como um assistente virtual Existem também VPAs criados por programadores para uso e automação específica utilizando tecnologias como Arduino16 figura 25 e Raspberry Pi17 figura 26 14 Informações no Anexo I 15 Informações no Anexo II 16 Plataforma de prototipagem eletrônica open source 17 Minicomputador criado para ensino de ciência de computação mas que é amplamente utilizado para prototipagem eletrônica e de automação 61 Figura 25 Arduino Fonte Disponível em httpsptwikipediaorgwikiArduinomediaFicheiroArduinouno perspectivetransparentpng Acesso em dezembro de 2022 Figura 26 Raspberry Pi Fonte Disponível em httpsptwikipediaorgwikiRaspberryPimediaFicheiroRaspberry Pi4ModelBSidejpg Acesso em janeiro de 2023 310 SMART GRID Smart Grids são sistemas de distribuição de energia inteligentes e flexíveis que utilizam novas tecnologias para uma distribuição mais eficiente SALEH et al 2015 e que se conectam com os edifícios inteligentes e casas inteligentes sendo as casas inteligentes a menor unidade de um smart grid GUNGOR et al 2012 62 O smart grid com os edifícios e casa inteligentes formam um conjunto onde é possível monitorar a demanda energética de uma cidade GUNGOR et al 2012 e com esse monitoramento através da tecnologia é possível que se tenha uma maior eficiência energética em nossas cidades com uma menor perda 63 4 DOMÓTICA E SISTEMAS URBANOS 41 PREVISÕES DE INFLUÊNCIAS DA IoT 411 Sistemas de Trânsito O congestionamento na malha rodoviária além de causar transtornos como diminuição da velocidade da via aumento de tempo de viagem e de fileiras de automóveis causam também problemas ambientais como emissão de gases e aumento e desperdício de energia e recursos Neste caso em sua maioria proveniente de combustíveis fósseis LANKE KOUL 2013 No caso de se utilizar a tecnologia de IoT em sistemas de trânsito existe a possibilidade de melhorar além dos aspectos de economia de energia e poluição promover ainda uma melhor navegabilidade dos automóveis e segurança dos pedestres melhorando a caminhabilidade urbana ICAEE 2019 O uso de IoT nos sistemas de trânsito ainda têm muitos desafios pois depende de uma infraestrutura que inclui desde câmeras de segurança e carros autônomos ou com VPAs integrados a datacenters programados para inteligência artificial e aprendizado de máquina para ter a capacidade de aprender e em tempo real controlar o sistema de trânsito de acordo com o necessário Para GuerreroIbanez et al 2015 os sistemas de transporte inteligentes ITS Intelligent Transportations Systems visam minimizar as emissões de CO2 melhorar a eficiência do tráfego e a segurança rodoviária bem como reduzir o desgaste dos veículos os tempos de viagem e o consumo de combustível A adoção e implantação de novas tecnologias nos sistemas de transporte se concentra em quatro princípios fundamentais sustentabilidade integração segurança e capacidade de resposta E estes desempenharão um papel fundamental na consecução dos principais objetivos como mobilidade sustentabilidade e desenvolvimento econômico 64 GuerreroIbanez et al 2015 acreditam que os ITS promoverão o uso eficiente da infraestrutura de transporte existente para regular controlar e gerenciar o tráfego de automóveis implementando novas técnicas de coleta processamento e divulgação de informações com base nas condições do tráfego a fim de melhorar o gerenciamento do congestionamento e minimizar os efeitos negativos do trânsito Mas para isso os ITS precisarão evoluir para sistemas baseados na integração contínua como a computação em nuvem e o aprendizado de máquina que são tecnologias capazes de coletar grandes quantidades de dados processálos e em seguida tomar as medidas necessárias através dessas informações em tempo real Essas ações incluem influenciar o comportamento de um veículo ou motorista proporcionando vários benefícios como redução do estresse do motorista minimizar ou prevenir acidentes de trânsito que podem ajudar a regular e redirecionar o tráfego para longe de acidentes e de veículos parados sinalizar e evitar acidentes e alertar os serviços de emergência o mais rápido possível quando necessário Essas tecnologias e as informações coletadas podem ajudar a contribuir para a redução do consumo de combustível e com isso contribuir para a redução de emissões de CO2 e outros gases do efeito estufa Através de estudo feito em uma rodovia na Malásia Zamri e Hamzah 2022 entenderam os principais fatores para o congestionamento do trânsito que são o pouco tempo de sinalização pelos semáforos acidentes grande demanda por transportes o projeto nacional para aquisição de carros subsídios para combustíveis e o declínio no uso de transporte público Eles analisaram as possibilidades de melhorias no trânsito com a utilização de ITS chamado por eles de ITMS Intelligent Traffic Management system que podem ser o processamento de dados em tempo real para a sinalização de trânsito melhoria da eficiência energética dos veículos e a diminuição de acidentes no trânsito Entretanto mostram também algumas desvantagens da possível implementação do sistema que são a falta de conhecimento suficiente que pode gerar perda de tempo na criação de aplicativos o risco de vazamento de dados pessoais e a 65 possibilidade de ser um desperdício de recursos devido ao alto custo da implementação do sistema A partir das desvantagens analisadas por Zamri e Hamzah 2022 podese dizer que certas demandas deverão ser implementadas e melhoradas tais como carros integrados com os ITS de fábrica mas não necessariamente à VPA do usuário e o uso de tecnologia block chain para a segurança de dados dos usuários dos veículos Em relação à implementação seria necessário um estudo de viabilidade que leve em consideração o gasto público e o quanto se economizaria Levar também em consideração a eficiência energética emissão de gases poluentes e do efeito estufa e o gasto em saúde pública tanto por transtornos causados pelos congestionamentos tais como estresse e fadiga como os acidentes propriamente ditos Se faz necessário estudos similares para a realidade brasileira principalmente nos grandes centros urbanos 412 Sinalização Inteligente A mais conhecida das sinalizações de trânsito são os semáforos entretanto a maioria deles são préprogramados de acordo com o tipo de rua quantidade de carros que passam entre outras variáveis Assim como placas de velocidade são estáticas com aquela velocidade prédefinida independente do trânsito e da situação No caso dos semáforos eles estariam integrados com IoT coletando os dados em tempo real e aprendendo como melhor se comportar diante da situação do trânsito Já no caso das placas de velocidade podese usar um sistema de limite de velocidade dinâmico como apresentado por Daniels e Focant 2019 para a European Commission Innovation and Networks Executive Agency onde as velocidades das vias mudam em tempo real de acordo com a necessidade do trânsito Este estudo é focado principalmente na questão da segurança de trânsito mas esse sistema integrado ao IoT pode 66 ser usado para uma melhor fluidez no trânsito além da diminuição de acidentes 413 Veículos Inteligentes O conceito de ter um carro inteligente conectado à uma casa inteligente com um VPA que funcione por voz ainda é novo mas é algo que permite que o motorista no caso de um carro inteligente monitore e gerencie de forma remota sua casa KIM OH KANG 2017 Plihal et al 2022 prevê que os veículos autônomos irão transformar o modo de transporte e com isto as áreas urbanas serão repensadas de maneira a dar uma melhor condição aos pedestres Em sua visão os custos de transporte irão diminuir e haverá uma maior eficiência no trânsito devido à integração dos veículos autônomos se comunicando com o sistema urbano deixando assim o trânsito mais fluido Prevê ainda o aumento da segurança pois fatores humanos como fatiga distração sonolência dentre outros estarão fora de questão além do conforto gerado para as pessoas visto que não precisarão estar atentas ao trânsito por todo o trajeto Os primeiros veículos autônomos começaram a ser prototipados na década de 1980 no Laboratório Navlab da Robotics institute da Carnegie Mellon University18 que de acordo com Wallace 1985 o veículo percorreu na época um percurso de vinte metros em curva e dez metros em linha reta Isto usando tecnologias da época com um único sensor e uma câmera filmadora em preto e branco Foram construídos à época dois veículos o Neptune figura 27 e o Terregator figura 28 18 Site do Navlab httpswwwcscmueduafscsprojectalvwwwindexhtml 67 Figura 27 Robô Neptune Fonte Disponível em httpswwwricmueduappuploads2018111992Neptunejpg Acesso em janeiro de 2023 Figura 28 Robô Terregator Fonte Disponível em httpswwwricmueduappuploads2018111984Terregatorjpg Acesso em janeiro de 2023 Plihal et al 2022 explicita entretanto que existem muitas dificuldades para o desenvolvimento de veículos autônomos e limitações de aplicabilidade prática Para os veículos autônomos se tornarem uma 68 realidade esbarrase em várias barreiras como a capacidade de implementação da tecnologia e de sua infraestrutura e de políticas governamentais Entendese que para fazer com que se tornem realidade é necessário começar implementando aos poucos a autonomia dos veículos e não com uma automação total de veículos de uma só vez Fazer com que as tecnologias sejam implementadas aos poucos como por exemplo identificação de outros automóveis e de pedestres com sistema de frenagem automática veículos que estacionam sozinhos sem interação humana e dirigir em estrada Shladover 2022 explicita esse cuidado de implementar aos poucos essas tecnologias pois no início dos anos 2010 a empresa Google anunciou que estava trabalhando e investindo na área de transportes autônomos e que isto teria alertado principalmente empresas do setor automobilístico a fazerem o mesmo Entretanto após o furor no final dos anos de 2010 não se mostrou verdade as promessas da indústria e ela começou a ter mais cuidado em seus pronunciamentos apesar de terem gastado bilhões de dólares em pesquisa para a tecnologia de veículos autônomos Isso levou a indústria a lançar essas tecnologias de forma gradativa e começou a apontar para uma evolução também mais gradual por conta das dificuldades de se ter um veículo totalmente autônomo lançado no mercado Shladover 2022 discorre também sobre as possíveis contribuições para os problemas relacionados ao transporte urbano através da automação Algumas das contribuições seriam redução do uso de energia e emissão de gases diminuição no tempo em cruzamentos diminuição da distância entre veículos gerando um aumento no número de veículos por faixa e potencial diminuição em acidentas de trânsito tanto entre veículos quanto entre veículos e pedestres Outras contribuições incluiriam uma maior possibilidade de capilaridade de transporte por tornálo mais barato e financeiramente mais viável para atender áreas mais afastadas e de menor densidade populacional aumentar a acessibilidade ao transporte através de serviços de carona de baixo custo e diminuição dos congestionamentos através da utilização de veículos menores que ocupam menos espaço nas vias 69 Apesar das grandes vantagens para o trânsito Shladover 2022 também lista algumas desvantagens como a demissão e falta de emprego para pessoas que trabalham como motoristas a possível diminuição de eficiência caso a tecnologia seja excessivamente cautelosa nas interações do tráfego e diminuição da segurança caso a tecnologia seja prematuramente implementada antes de ser profundamente depurada Tanto Shladover 2022 quanto Plihal et al 2022 acreditam na diminuição da utilização dos veículos particulares para uso nas cidades a longo prazo tratandose de Estados Unidos da América e Europa Para a perspectiva de Brasil seria necessário um estudo urbano e social para entender se esse comportamento é viável Uma previsão plausível além de averiguar o trânsito e traçar o caminho mais eficiente até as residências seria também a conectividade com as necessidades da casa mostrando por exemplo que seria interessante o usuário parar em determinado local para comprar algo que esteja faltando ou que necessite troca evitando assim novos deslocamentos que podem ser resolvidos antes de se chegar ao destino Cabe ao usuário decidir o que fazer entretanto é interessante pensar neste ponto de vista da praticidade desta conectividade facilitando assim o dia a dia dos usuários 42 EFICIÊNCIA ENERGÉTICA O presente trabalho tem maior foco nas questões de transporte e mobilidade mas vale a pena ressaltar que outros aspectos como a eficiência energética tem muita importância no contexto das cidades Por conta disso se faz necessária uma discussão para reduzir danos ao meio ambiente relacionados ao uso e geração de energia além de estar relacionado à saúde das pessoas quanto aos poluentes e agentes tóxicos Essa eficiência é em definição o meio de se conseguir realizar tarefas e serviços com o menor consumo energético menores custos financeiros e de infraestrutura além da diminuição das emissões poluentes e agentes tóxicos WILKINSON et al 2007 70 De acordo com a Seal Telecom 2020 a IoT tem um grande potencial de auxiliar na eficiência energética Não é à toa que o recurso capaz de otimizar diversos outros processos vem sendo cada vez mais utilizado na gestão de energia Para garantir a eficiência energética podem ser implementados por exemplo sensores de gasto de energia Esses foram desenvolvidos justamente para acompanhar quanto cada equipamento consome durante operação ou em repouso Sendo assim podem ser destacados alguns benefícios da utilização da IoT para a eficiência energética tais como geração de relatórios detalhados do desempenho de ativos de energia consumo por instalação desperdícios e ineficiências customização que permite atender a diferentes portes orçamentos e necessidades e prevenção de riscos quando integrada a tecnologias como machine learning já que identificam por exemplo equipamentos que estão com falhas e precisam de manutenção 43 CIDADES INTELIGENTES Uma cidade inteligente é a que busca resolver problemas públicos por meio de soluções baseadas em tecnologia da informação e comunicação ICT19 ou com base em uma parceria com várias partes interessadas baseadas na cidade MANVILLE et al 2014 Para Nam e Pardo 2014 uma cidade para ser inteligente deve conter aprimoramentos de infraestrutura serviços públicos e uma extensa variedade de recursos tecnológicos e estratégias interligados através de uma rede a um sistema ativo Esse sistema será capaz de responder a problemas complexos como crime saúde pública poluição tráfego de veículos e pessoas e monitoramento da infraestrutura da cidade em si Ser uma cidade inteligente é um status buscado principalmente por autoridades municipais e cidadãos o que faz com que os governos comecem a buscar soluções que levem suas cidades a se tornarem e terem tal status 19 Sigla em inglês para Information and communication Technologies 71 Uma cidade para ser chamada de inteligente para Cugurullo 2020 tem que ter um conjunto de sistemas e soluções como o smart grid sensores inteligentes IoT para conseguir gerar e gerenciar uma grande quantidade de dados eficiência energética e mobilidade A população das cidades está crescendo e passará de 55 em 2015 para 66 em 2050 Os recursos devem ser otimizados e o uso de tecnologias como IoT e Big Data terão um importante papel no desenvolvimento de soluções eficientes para a implantação de sistemas inteligentes e ambientes sustentáveis Governos do mundo inteiro estão se concentrando na digitalização e na criação de cidades inteligentes Os avanços da IoT na captura de dados de infraestrutura e dos cidadãos estão ajudando a gerar um maior entendimento sobre os dados gerados AGARWAL 2020 Cidades inteligentes referemse ao gerenciamento através de um framework em tempo real que por sua vez gera dados compartilhados por usuários das cidades através de aplicativos Como exemplo têmse os aplicativos de compartilhamento de táxi serviços de segurança e proteção ambulância e outros serviços de emergência que usam dados em tempo real fornecidos por ITS para funcionar com eficiência Vários métodos de conectividade como redes sem fio para aplicativos de cidades inteligentes incluem monitoramento ambiental gerenciamento inteligente de resíduos rodoviários e gerenciamento de luz e tráfego O aplicativo IoT usa sensores de campo para adquirir dados enviálos para a nuvem monitorálos e permitir a tomada de decisões e o controle orientados por dados AGARWAL 2020 72 5 PANORAMA DA DOMÓTICA 51 PANORAMA MUNDIAL Verificando o site americano da loja virtual do Google podese observar a quantidade de dispositivos que pareiam com o Google Home e com o Google Assistant A Google Amazon Apple Facebook e Microsoft estão gastando bilhões de dólares nos dispositivos considerados inteligentes e em seus VPAs aprimorando suas tecnologias de aprendizado de máquina e IA visando o mercado crescente que de acordo com Gaggioli 2018 está projetado para ultrapassar a cifra de 9 bilhões de dólares no ano de 2023 Em países como Estados Unidos Canadá Japão Austrália e em alguns países do continente europeu podese ver com mais facilidade esses dispositivos e maiores aplicações para a automação residencial GOOGLE 2019 Para desenhar a projeção de um panorama serão verificados e comparados os valores dos saláriosmínimos dos países Estados Unidos Canadá Japão Inglaterra Alemanha e Portugal em dólares americanos por mês comparando em percentual os valores dos dispositivos Google Home Nest Hub Nest Camera e Nest Thermostat A comparação com o Brasil será realizada apenas no próximo tópico sendo feitas as mesmas comparações em dólares Serão levados em consideração os valores da loja virtual americana da Google O Gráfico 03 mostra um comparativo em dólares americanos dos salários dos países Estados Unidos Canadá Japão Alemanha e Portugal A Tabela 02 mostra o percentual do salário gasto para se obter os equipamentos listados Isso demonstra que em todos os países analisados o valor para a compra de dispositivos VPAs que permitem automação representa um valor viável não ultrapassando os 615 do saláriomínimo de Portugal no caso do dispositivo mais barato Google Home e de 5007 no caso do dispositivo mais caro Nest Cam IQ Outdor 73 Gráfico 03 Salários de países em dólares americanos Fonte o próprio Autor a partir de dados dos Departamentos de Trabalho dos países Tabela 02 Valor do Google Home em percentual de salário por país Google Home 4900 USD Nest HUB 12900 USD Nest Cam IQ Outdor 39900 USD Nest Learning Thermostat 24900 USD Estados Unidos 384 1011 2892 1951 Canadá 329 865 2677 1670 Japão 337 886 2741 1711 Inglaterra 264 746 2149 1341 Alemanha 284 746 2309 1441 Portugal 615 1619 5007 3125 Fonte o Autor utilizando os dados coletados 52 PANORAMA NO BRASIL O salário mínimo do Brasil no ano de 2019 era de 99800 Reais Brasileiros BRLBRASIL 2019 o que equivale a aproximadamente 24000 Dólares americanos em conversão direta sem incidência de impostos tendo uma variação de câmbio entre 24000 USD e 25000 USD VALOR ECONÔMICO 2019 127600 149072 145552 185674 172827 79690 000 20000 40000 60000 80000 100000 120000 140000 160000 180000 200000 Estados Unidos Canadá Japão Inglaterra Alemanha Portugal USD Salários por Mês em Dólar Americano 2019 74 Para fins de comparação serão adotados os valores de maior câmbio apesar da alta volatilidade do mercado cambial no ano de 2019 Vale ressaltar que apesar dos dados utilizados estarem relacionados ao ano de 2019 quando essa parte da pesquisa foi realizada as porcentagens mostradas não tiveram significante diferença se mostrando basicamente as mesmas atualmente O Gráfico 04 mostra um comparativo em dólares americanos da média de salários dos outros países e do Brasil A Tabela 03 mostra o percentual do salário gasto em outros países e no Brasil para se obter os equipamentos listados Gráfico 04 Comparativo da média dos saláriosmínimos dos países indicados com o salário mínimo do Brasil Fonte o próprio Autor a partir de dados dos Departamentos de Trabalho dos países Tabela 03 Valor do Google Home em percentual da média salarial dos países indicados e do saláriomínimo do Brasil Google Home 4900 USD Nest HUB 12900 USD Nest Cam IQ Outdor 39900 USD Nest Learning Thermostat 24900 USD Outros países Citados 341 898 2777 1732 Brasil 1960 5160 15960 9960 Fonte o próprio Autor utilizando os dados coletados 143703 25000 000 20000 40000 60000 80000 100000 120000 140000 160000 Média de salários outros países citados Brasil USD Salários por Mês em Dólar Americano 2019 75 No caso do Brasil levando em conta o poder de compra de um saláriomínimo o dispositivo VPA que permite automação mais barata chega a custar 1960 do saláriomínimo enquanto o mais caro chega a custar 15960 Isso faz com que a possibilidade de comprar esses equipamentos no Brasil seja muito mais difícil Em comparação com Portugal como mostrado nos gráficos 03 e 04 existe uma diferença de 1345 no dispositivo Google Home Observe que a comparação está considerando o valor bruto do dispositivo como se o indivíduo estivesse comprandoo nos Estados Unidos Não estão sendo levadas em consideração as taxas de transporte aduaneiras logística estocagem valor mínimo viável e lucro no caso do dispositivo ser comprado no brasil Com estes fatores explicitados verificouse que um dos aspectos que podem dificultar uma maior disseminação da domótica no Brasil são os fatores econômicos e a desvalorização do Real brasileiro frente ao Dólar Americano Logicamente esses seriam os fatores mais imediatos entretanto outros fatores mais amplos profundos e complexos devem ser observados tais como a desigualdade socioeconômica a ausência de políticas públicas urbanas mais abrangentes em educação saneamento infraestrutura habitação etc a precariedade das relações de trabalho pós pandemia a defasagem salarial dentre tantos outros 76 6 PESQUISA DE OPINIÃO Para realização da pesquisa foi preparado um questionário de 23 perguntas com diferentes possibilidades de respostas a fim de avaliar o que as pessoas entendem sobre as tecnologias de IoT e VPAs saber se elas utilizam essas tecnologias com o potencial que lhes é permitida e se elas conseguem contemplar seus usos na realidade urbana Com isso os questionamentos usados para tal foram 1 Qual a faixa etária 1825 2630 3140 4150 60mais 2 Qual desses assistentes virtuais você utiliza Alexa Amazon Google Assistant Ok GoogleGoogle Home Siri Apple Cortana Microsoft Outros não utiliza Podendo marcar mais de uma resposta em caso de multimodal 3 Você conhece alguma dessas funcionalidades destes assistentes Automação Residencial Automação de tarefas Agenda elaboração de trajeto de viagem Lembrete de tarefas diárias tomar remédios lavar a roupas etc planejamento diário planejamento mensal Podendo marcar mais de uma resposta 4 Você utiliza alguma dessas funcionalidades destes assistentes Automação Residencial Automação de tarefas Agenda elaboração de trajeto de viagem Lembrete de tarefas diárias tomar remédios lavar a roupas etc planejamento diário planejamento mensal Podendo marcar mais de uma resposta 5 Você usaria um carro autônomo Sim não 6 Se sim por quais razões Praticidade não gosto de dirigir o carro acharia o caminho mais rápido eficiência energética gosto de tecnologia gosto da ideia de um carro do futuro usaria o tempo do trânsito para algo mais útil Não usaria Podendo marcar mais de uma resposta 7 Você teria uma casa inteligente e automatizada Sim não 8 Se sim por que teria 77 Praticidade facilita as tarefas diárias mais tempo para passar com a família eficiência energética gosto de tecnologia Não teria Podendo marcar mais de uma resposta 9 Imaginando o futuro você viveria numa cidade inteligente e automatizada sabendo que a tecnologia te proporcionaria integridade física e segurança digital Sim Não 10 Se sim você teria um carro conectado à uma rede urbana Sim Não 11 Se sim qual a sua perspectiva em relação à melhoria das cidades Melhor trânsito melhor qualidade de vida diminuição de poluição sonora diminuição de emissão de gases poluentes Não teria um carro conectado à rede urbana Podendo marcar mais de uma resposta 12 Você acha que essas tecnologias poderiam ajudar as pessoas a terem uma melhor qualidade de vida nas cidades Sim Não 13 Se sim como essas tecnologias poderiam ajudar as pessoas Permitindo texto de até 500 caracteres para responder 14 Acha que essas tecnologias são muito caras e inviáveis Sim Não 15 Usariam essas tecnologias se elas se tornassem padrão na vida das pessoas e não fossem caras Sim Não 16 Experimentariam todas as possibilidades dessas tecnologias Sim Não 17 Acredita que o uso dessas tecnologias diminuiria o gasto de energia e de poluição das cidades Sim Não 18 Você acha que veículos de transporte públicos autônomos ajudariam na eficiência energética e na diminuição de poluição ambiental e sonora nas cidades Sim não 78 19 Você utiliza utilizaria um robô de serviço robô aspirador limpador de janelas assistente residencial etc Sim Não 20 Se sim por quais motivos utilizaria Praticidade facilita as tarefas diárias mais tempo para passar com a família eficiência energética gosto de tecnologia Não teria 21 O que você espera dessas tecnologias de automação Respostas com até 500 caracteres 22 Como você espera da automação urbana no futuro próximo próximos 10 anos Resposta com até 500 caracteres 23 O que você acha de ter um assistente virtual Siri Google Assistant etc com você quase o tempo todo nos smartphones Resposta com até 500 caracteres 61 RESULTADOS DA PESQUISA A pesquisa foi enviada para aproximadamente 500 pessoas obtendose uma amostra de 147 respostas sendo a população alvo aquela economicamente ativa da Cidade do Rio de Janeiro maior de 18 anos por contar também com questões relacionadas à condução de veículos Essas pessoas são indivíduos que têm a possibilidade de obter tecnologias domóticas tais como VPAs robôs domóticos veículos autônomos e acesso à internet e outros serviços pagos Considerandose um grau de confiança de 95 a margem de erro da pesquisa foi calculada pela seguinte equação20 20 Calculado pelo site httpsptsurveymonkeycommpmarginoferrorcalculator 79 Onde n é o tamanho da amostra igual a 147 σ é o desvio padrão da população alvo de 4743 e z é o escore que para um nível de confiança de 95 o valor é 196 Logo a margem de erro calculada foi de aproximadamente 8 Vale ressaltar que a participação dos entrevistados foi completamente voluntária ou seja os mesmos tiveram plena autonomia para decidir se queriam ou não participar bem como retirar sua participação a qualquer momento Foi esclarecido que todo e qualquer material obtido seria exclusivamente usado para fins acadêmicos de forma agregada e que as informações obtidas nesta pesquisa seriam confidenciais sendo assegurado o sigilo total sobre a participação individual de cada entrevistado As respostas coletadas na pesquisa podem ser conferidas no seguinte site httpsdocsgooglecomspreadsheetsd13LPE6S8e7aYjr 0Sjb4rNfPzxi80rF31vk3uPoAZ6Jkedituspsharing Obtevese uma amostra de população a partir de 18 anos de idade incluindo pessoas com mais de 61 anos O gráfico 05 mostra que a maior faixa de respostas foi de pessoas entre 26 até 50 anos de idade Gráfico 05 Faixas etárias divididas de 10 em 10 anos Fonte pesquisa de opinião 80 A partir do gráfico 06 notase que há quase um equilíbrio entre quem utiliza alguma VPA e quem não utiliza levando em consideração a margem de erro sendo que a VPA mais utilizada é a Alexa da Amazon provavelmente pela facilidade de instalação e de utilização para automatização De fato ela tem uma interface UX mais simpática ao usuário através de um sistema préprogramado que chamam de rotinas Gráfico 06 Percentual de VPAs utilizados Fonte pesquisa de opinião Os gráficos 07 e 08 mostram que apesar de conhecerem as possibilidades de automação a maioria das pessoas usa apenas para lembretes e agenda Poucas usam como automação residencial Gráfico 07 Conhecimento de funcionalidades de VPAs Fonte pesquisa de opinião 81 Gráfico 08 Utilização de funcionalidades de VPAs Fonte pesquisa de opinião Como apresentado pelo gráfico 09 a maioria das pessoas utilizaria um carro autônomo Isso ocorre devido a maior confiabilidade que vêm se mostrando nos últimos anos Entretanto ainda há certa desconfiança no uso de carros autônomos por 13 da população pesquisada sendo desse percentual a maior parte na faixa dos 31 a 40 anos de idade Gráfico 09 Uso de carros autônomos Fonte pesquisa de opinião A maior parte das razões de quererem utilizar um carro autônomo é pela praticidade e melhor qualidade de tempo durante o trajeto no trânsito gráfico 10 além da questão de segurança e menor número de acidentes 82 Gráfico 10 Razões para utilizar carros autônomos Fonte pesquisa de opinião De forma similar aos carros autônomos a maioria das pessoas teria uma casa automatizada sendo que a porcentagem nesse caso seria ainda maior gráfico 11 o que demonstra um maior nível de confiança na tecnologia para casas inteligentes Gráfico 11 Pessoas que teriam casa automatizada Fonte pesquisa de opinião Isso também reflete o que as pessoas pensam de casas inteligentes que pode trazer praticidade e uma maior facilidade nas tarefas diárias que normalmente demandam tempo e energia gráfico 12 83 Gráfico 12 Razões para se ter uma casa automatizada Fonte pesquisa de opinião A maioria das pessoas também concorda com a ideia de viver numa cidade inteligente e automatizada onde a tecnologia proporcionaria uma maior segurança como pode ser visto no gráfico 13 Gráfico 13 Segurança física e digital Fonte pesquisa de opinião Apesar de algumas desconfianças a maioria das pessoas acredita que as tecnologias que permitem a automação tanto de suas casas quanto das cidades serviriam para uma melhoria na qualidade de vida das pessoas gráfico 14 84 Gráfico 14 Melhoria na qualidade de vida com o uso das tecnologias Fonte pesquisa de opinião A maioria das pessoas acredita que é viável ter uma vida mais prática e com mais tempo para o lazer e outros afazeres gráfico 15 Algumas pessoas citaram os sistemas de entregas automatizadas por drones e uma melhoria na questão da poluição nas cidades além da economia financeira que essas tecnologias poderiam proporcionar Foi comentado também sobre a melhoria em relação às pessoas com deficiência PcD na questão da mobilidade urbana Gráfico 15 Perspectivas de melhorias da cidade Fonte pesquisa de opinião Uma menor quantidade de pessoas acredita que o uso de tecnologias faria pouca ou nenhuma diferença e apenas uma pessoa citou um melhor acesso à cultura 85 7 PROPOSTAS PARA DISSEMINAÇÃO DA DOMÓTICA A primeira coisa a se levar em consideração na domótica é utilizar o que já se tem em mãos devido ao alto custo da aquisição de dispositivos que permitam a automação Podese utilizar a priori os próprios smartphones que hoje já são bastante difundidos Em uma segunda etapa poderiam ser implementadas as formas de segurança como câmeras alarmes fechaduras inteligentes dentre outros Este tipo de automação também já é mais difundido até por questões sociais das cidades brasileiras Uma terceira etapa incluiria o início da automação das residências em si partindo não apenas de dispositivos VPAs mas através de eletrodomésticos que tenham esse tipo de proposta como geladeiras microondas e aparelhos de arcondicionado Isso porque antes de se ter o dispositivo VPA que ajuda nas rotinas de automação residencial a maioria desses eletrodomésticos inteligentes já oferecem rotinas que são pareáveis21 com esses VPAs Uma etapa mais ousada e claramente mais custosa seria a implementação de VPAs integrados ou a possibilidade de integração em veículos já provenientes de linha de fábrica sem a necessidade de ser um adicional ou de instalação de dispositivos não nativos Contudo na ausência disto podese fazer adaptações para tal usabilidade que em alguns casos já são feitos como o pareamento de celular via bluetooth com o carro e o uso de GPS De qualquer forma se isso fosse feito de forma nativa poderia conectar o veículo de forma direta com um possível sistema urbano ITS 71 PROPOSTAS NO ÂMBITO DOS SISTEMAS URBANOS O principal meio domótico para termos um paralelo com as cidades são as VPAs integradas em um sistema urbano que permita a conexão do indivíduo com a cidade em si Isso pode partir dos próprios celulares e de 21 No âmbito da tecnologia wireless é muito comum a necessidade de pareamento de dispositivos para que funcionem de maneira conjunta e sincronizada 86 veículos pessoais que podem ser tanto automóveis ou carros bem como motocicletas bicicletas patinetes e monociclos Em relação à eficiência energética seria interessante fazer com que a microgeração de energia fosse mais difundia energia eólica e energia solar por exemplo A junção de meios domóticos com essas tecnologias proporcionaria a chamada automação urbana extrapolando apenas o ambiente interno das unidades residenciais e comerciais O smart grid já é um exemplo de automação urbana que permite um gerenciamento do uso de energia e a alocação onde for necessário diante da demanda e não a distribuição direta para as unidades sem necessidade tanto residenciais como comerciais e industriais gerando uma economia Com relação aos sistemas de transportes podese integrar os dados de transporte público dos diferentes modais para ajudar a prever de forma mais assertiva o tempo e distância de deslocamento melhor horário para o percurso e as melhores opções de transporte naquele horário Em relação à resiliência urbana utilizar o sistema de alerta direto para os VPAs e celulares dos indivíduos de determinada região como já é utilizado em alguns países mostrando aos indivíduos qual a natureza do alerta e da emergência como por exemplo tempestades desastres naturais e acidentes Em relação aos serviços públicos culturais e de entretenimento mostrar de forma mais assertiva o que é necessário no entorno Isto já é possível através das plataformas de busca pela internet mas estas ainda precisam ter sua base de dados alimentadas pelo próprio governo no caso de serviços públicos e pelos proprietários de negócios nos casos privados Seria interessante ter uma ação em massa para o cadastro destes e de maneira compartilhada para não servir apenas ao interesse de uma plataforma de busca mas de toda a sociedade Entretanto todas essas iniciativas esbarram em algumas questões como legislação segurança de dados e infraestrutura Em relação à legislação a maior disseminação dessas tecnologias esbarra no fator político pois em países democráticos qualquer mudança de planos piloto e estrutura social das cidades dependem de políticos que 87 precisariam inicialmente de consultorias para então criarem propostas de lei que visem esses temas A segurança cibernética está atrelada diretamente à infraestrutura e aos sistemas que serão utilizados Para isso demanda um forte investimento financeiro por parte dos governos o que dificulta ainda mais essa disseminação Uma proposta para a segurança cibernética seria o uso de tecnologia blockchain que a princípio foi usada para as chamadas criptomoedas mas que se estendeu para a criptografia de dados em geral gerando mais segurança para o usuário final pois seus dados não seriam acessados de forma leviana ou por terceiros 88 8 CONCLUSÃO A partir da presente pesquisa levando em consideração o referencial teórico e os dados apresentados podese dizer que existe uma correlação entre os avanços tecnológicos na área de hardware rede e internet com os valores cada vez mais acessíveis de maneira que nos últimos dez anos houve uma grande difusão da domótica Entretanto mesmo sendo tecnologias mais acessíveis em países como Estados Unidos da América Japão e Alemanha no Brasil estas tecnologias domóticas ainda têm um valor considerado alto mesmo com a tendência mundial de diminuição de custo de aquisição destes equipamentos O comparativo feito no capítulo 5 mostra que percentualmente falando alguns equipamentos utilizados em domótica equivalem a aproximadamente 19 do saláriomínimo brasileiro enquanto em outros países custam algo em torno dos 3 Isto mostra que para o público brasileiro o equipamento é considerado caro e isto pode dificultar a difusão da domótica no Brasil Em relação à domótica aplicada aos sistemas urbanos verificase que a atuação nas cidades transformandoas em cidades inteligentes passa por processos que devem levar em consideração a conectividade pessoal de cada indivíduo que se locomove pela cidade transmitindo não necessariamente dados pessoais mas dados como os de localização por exemplo A partir do momento que se conecta o indivíduo através de seus dispositivos às unidades habitáveis residências e comércio aos meios de transporte e aos sistemas urbanos através de um sistema de tecnologia de comunicação abrese um leque de possibilidades de melhoria no estilo e qualidade de vida Além disso esperase uma melhoria também nos sistemas de trânsito sistemas emergenciais bombeiros ambulâncias dentre outros uma diminuição de emissão de gases e de poluição sonora Alguns autores apontam inclusive para uma melhoria nas questões sociais 89 Entretanto no panorama brasileiro encontramse não apenas as dificuldades tecnológicas para implementação de cidades inteligentes mas também questões legislativas políticas financeiras e sociais Legislativas pois dependese de leis que permitam não somente o acesso a essas tecnologias no âmbito público mas também legislação de segurança cibernética e da própria automação que por exemplo por mais que tenham avançado as tecnologias de veículos autônomos ainda há necessidade de se preparar para eventuais falhas Políticas pois a própria legislação e execução de qualquer plano piloto para implementação de sistemas depende também de vontade política Financeiras pois esbarra no alto custo no Brasil para viabilização implementação gerenciamento e manutenção E na esfera social existe o problema da aquisição de dispositivos automatizados por parcelas mais pobres da sociedade podendo leválos a uma categoria de excluídos por não fazerem parte desta rede devido à falta de acesso Aqui têmse novamente as questões políticas e legislativas sendo necessário uma forma de facilitar o acesso levando em conta que só na cidade do Rio de Janeiro 314 da população aproximadamente 2 milhões de pessoas têm um rendimento de meio saláriomínimo IBGE 2020 Como proposta para futuras pesquisas seria interessante avaliar as questões sociais como a exclusão de indivíduos das cidades por falta de acesso às tecnologias criando assim possíveis castas sociais com cidadãos de segunda categoria o que seria considerado um incrível retrocesso Também poderia ser avaliada a necessidade de recapacitação de profissionais que podem perder seus empregos com os avanços dos sistemas urbanos automatizados como por exemplo motoristas de ônibus e transportes públicos em geral Em relação à resiliência urbana sistemas como drenagem e de prevenção de catástrofes podem ser estudados também pois nesta pesquisa foram identificados tais sistemas entretanto não foi possível introduzilos no contexto do trabalho 90 Outras pesquisas que poderiam ser realizadas estão relacionadas à mão de obra para instalação dos sistemas urbanos automatizados pois a mesma deverá ser qualificada e verificar as questões legislativas de fato se essas leis existem ou não e como afetam o avanço da domótica e da instalação de sistemas urbanos autônomos 91 REFERÊNCIAS AMADEO R Google Pixel review The best Android phone even if it is a little pricey 2016 Disponível em httpsarstechnicacomgadgets201610 googlepixelreviewblandpriceybutstillbestandroidphone3h3 Acesso em 05 out 2019 AMAZON What is alexa 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apresentados nas figuras 29 a 33 WOLLMAN 2014 Figura 29 Google Home mini Fonte httpsbitly2PxYLtv 99 Figura 30 Google Home Fonte httpsbitly2pZZbhk Figura 31 Google Home Max Fonte httpsbitly2JpoBvN Figura 32 Nest HUB Fonte httpsbitly31QefeB 100 Figura 33 Nest HUB Max Fonte httpsbitly2PrpA2h Com isso temse o conceito de Smart Home aplicado através dos dispositivos aplicativos e VPA da Google que já se encontram em mais de 1 bilhão de dispositivos pelo mundo GOOGLE 2019b É possível verificar os dispositivos da própria Google em sua loja virtual estadounidense além de vários outros dispositivos possíveis como lâmpadas tomadas e eletrodomésticos inteligentes e tantos outros De acordo com o site do assistente da Google 2019c existem no mercado uma gama de aplicativos e empresas parceiras que interagem com o Google Assistant e com os dispositivos Google home e Nest Estas empresas e aplicativos entram na gama da Internet das Coisas IoT pois vão desde apagar e desligar luzes até automação de climatização além de segurança contra incêndio e segurança patrimonial 101 ANEXO II Amazon Alexa Alexa é um VPA baseado em nuvem desenvolvida pela empresa Amazon lançada no ano de 2014 para interatividade com dispositivos Eccho da Amazon e com dispositivos parceiros AMAZON 2019 Alexa tem um leque de conectividade com vários tipos de dispositivos IoT o que permite controlálos via smartphones tablets e via voz por usar sistema de NLP e Machine Learning o que gera maior interação entre o usuário e a casa Os tipos de dispositivos que se conectam ao sistema são variados Alguns exemplos são controle de iluminação sistema de segurança patrimonial segurança contra incêndio climatização entretenimento e até dispositivos para cozinha entre outros existentes no mercado que se conectam com o VPA Alexa Em relação aos dispositivos com Amazon Alexa nativo são chamados pela empresa de Amazon Echo De acordo com o site da Amazon 2019a o dispositivo Amazon Echo é um autofalante inteligente controlado por voz que utiliza o VPA Alexa e interage com o usuário Atualmente no Brasil os que são vendidos diretamente pelo site da Amazon Brasil são os dispositivos Amazon Echo 3ª Geração EchoDot e o Echo Show 5 As figuras 34 a 36 ilustram estes dispositivos Figura 34 Amazon Echo 3a Geração Fonte httpsamznto34hjsyh 102 Figura 35 Amazon Echo Dot 3a Geração httpsamznto34hjsyh Figura 36 Amazon Echo Show 5 httpsamznto34hjsyh Os dispositivos de automação residencial compatíveis com os dispositivos Amazon Echo estão disponíveis no próprio site da Amazon principalmente do site estadounidense