O LegRo (Legged Robotics Group), grupo de pesquisa do Laboratório de Robótica do Departamento de Engenharia Mecânica da Escola de Engenharia de São Carlos da Universidade de São Paulo (USP-EESC-SEM), é referência nacional e internacional no desenvolvimento de tecnologias robóticas aplicadas a setores estratégicos da economia, como indústria, agronegócio, construção civil, mineração, saúde e segurança. Liderado pelo professor Thiago Boaventura, o grupo concentra-se em pesquisas com robôs terrestres, incluindo robôs quadrúpedes, uma tecnologia pioneira no Brasil.
O LegRo está envolvido em projetos inovadores, como o “Pilotos com Robôs de Solo em Plataformas e Refinarias”, que utiliza frotas de robôs terrestres inteligentes para inspeção e manutenção em plantas de óleo e gás. Esses robôs são capazes de navegar de forma autônoma em ambientes complexos, detectar não conformidades e viabilizar a manutenção preditiva, aumentando a segurança e a eficiência das operações.
O professor Thiago Boaventura, coordenador do Laboratório de Robótica, reforça o compromisso do grupo com a inovação: “Nosso objetivo é desenvolver soluções avançadas que otimizem processos industriais, ampliem a segurança operacional e impulsionem a produtividade no Brasil. A robótica tem um papel fundamental na modernização do setor produtivo.”
O LegRo segue explorando novas soluções tecnológicas, consolidando-se como referência em inovação e o único grupo do país a trabalhar com robôs quadrúpedes para aplicações avançadas. Esses avanços contribuem para a modernização da economia brasileira, tornando setores produtivos mais eficientes, sustentáveis e competitivos no cenário global. Além disso, o desenvolvimento de tecnologias nacionais fortalece a soberania tecnológica do Brasil, gerando novas oportunidades de negócios e empregos altamente qualificados.
projetos
NRL
O Network of Robotics Labs (NRL) é um consórcio formado pelas universidades USP-SC, UFMG, UFSCar e UFRJ, dedicado ao avanço da pesquisa em robótica. A iniciativa ganhou destaque ao ter sua pré-proposta selecionada na oportunidade pública OP1319, demonstrando a relevância e o impacto de suas contribuições científicas. A coordenação do projeto será conduzida pela USP-SC, garantindo a continuidade e o desenvolvimento colaborativo das atividades.
Este projeto busca desenvolver um sistema de software avançado para a gestão autônoma de robôs em plantas de óleo e gás, otimizando inspeções com mais eficiência, segurança e menos intervenção humana. Para isso, investiga e aprimora sistemas de gerenciamento de frotas, desenvolve funcionalidades para robôs de serviço, integra a solução aos sistemas digitais da Petrobras e valida as tecnologias por meio de simulações e testes em laboratório e ambiente industrial.
Notícias

NRL e Petrobras iniciam projeto estratégico para gestão autônoma de robôs em plantas de óleo e gás
O Network of Robotics Labs (NRL), consórcio formado por renomadas universidades brasileiras, foi selecionado para liderar um projeto estratégico em parceria com a Petrobras. O objetivo é desenvolver um sistema composto por ferramentas de software para a gestão autônoma de diferentes robôs em plantas de produção de óleo e gás durante a realização de tarefas […]

Representantes da Boston Dynamics visitam USP – São Carlos para estreitar parcerias em robótica avançada
No dia 27 de fevereiro, o Laboratório de Robótica da USP São Carlos recebeu a visita de representantes da Boston Dynamics, líder global em robótica avançada. A comitiva, composta pela diretoria e pelo vice-presidente da empresa, veio com o objetivo de estreitar parcerias com o Centro de Robótica da USP (CRob) e a Volkswagen São […]
Artigos
2024
Medeiros, Vivian S.; Escalante, Felix M.; Becker, Marcelo; Boaventura, Thiago
Impedance Control Analysis for Legged Locomotion in Oscillating Ground Proceedings Article
Em: Youssef, Ebrahim Samer El; Tokhi, Mohammad Osman; Silva, Manuel F.; Rincon, Leonardo Mejia (Ed.): Synergetic Cooperation between Robots and Humans, pp. 197–208, Springer Nature Switzerland, Cham, 2024, ISBN: 978-3-031-47272-5.
@inproceedings{vivian23clawar,
title = {Impedance Control Analysis for Legged Locomotion in Oscillating Ground},
author = {Vivian S. Medeiros and Felix M. Escalante and Marcelo Becker and Thiago Boaventura},
editor = {Ebrahim Samer El Youssef and Mohammad Osman Tokhi and Manuel F. Silva and Leonardo Mejia Rincon},
doi = {10.1007/978-3-031-47272-5_17},
isbn = {978-3-031-47272-5},
year = {2024},
date = {2024-01-01},
booktitle = {Synergetic Cooperation between Robots and Humans},
pages = {197–208},
publisher = {Springer Nature Switzerland},
address = {Cham},
abstract = {The versatility of legged robots makes them essential for many inspection applications. However, these robots face significant stability challenges when maneuvering through difficult terrain characterized by rough surfaces or oscillations that challenge their stability. These challenges can arise due to different ground conditions, especially in oscillating environments such as offshore platforms, natural disaster areas, or seismically active areas. In this paper, we propose to analyze the impacts of the joint impedance control for legged robot locomotion on vibrating ground. Consequently, adjustments of the joints' impedance controller gains are proposed on the basis of an estimation of the ground frequency, obtained from kinematic measurements of the robot's legs. The simulation results demonstrate that an adaptation of impedance control gains in joint space can potentially improve the stability of the robot during full contact phase and while performing a walking trot over an oscillating terrain.},
keywords = {},
pubstate = {published},
tppubtype = {inproceedings}
}
Pedro, Gabriel Duarte Gonçalves; Boaventura, Thiago; Júnior, Pedro Américo Almeida Magalhães; Freitas, Gustavo Medeiros
Planar Motion Control of a Quadruped Robot Proceedings Article
Em: Youssef, Ebrahim Samer El; Tokhi, Mohammad Osman; Silva, Manuel F.; Rincon, Leonardo Mejia (Ed.): Synergetic Cooperation between Robots and Humans, pp. 171–184, Springer Nature Switzerland, Cham, 2024, ISBN: 978-3-031-47272-5.
@inproceedings{duarte23clawar,
title = {Planar Motion Control of a Quadruped Robot},
author = {Gabriel Duarte Gonçalves Pedro and Thiago Boaventura and Pedro Américo Almeida Magalhães Júnior and Gustavo Medeiros Freitas},
editor = {Ebrahim Samer El Youssef and Mohammad Osman Tokhi and Manuel F. Silva and Leonardo Mejia Rincon},
doi = {10.1007/978-3-031-47272-5_15},
isbn = {978-3-031-47272-5},
year = {2024},
date = {2024-01-01},
booktitle = {Synergetic Cooperation between Robots and Humans},
pages = {171–184},
publisher = {Springer Nature Switzerland},
address = {Cham},
abstract = {In robotics, the ability of quadruped robots to perform tasks in industrial, mining, and disaster environments has already been demonstrated. However, to move a robot in different environments, it is necessary to properly plan the steps and control its legs. This article considers a quadruped robot with legs modeled using the Euler–Lagrange equations. The robot's control strategy uses impedance control for each leg with reference trajectories generated by sixth-degree Bézier curves, which are constructed based on leg velocities through a planar kinematic model. Then, a body control scheme commands the robot to follow a predefined trajectory. The proposed control strategy is implemented in Matlab and simulated in CoopeliaSim using the Vortex physics engine. The simulations successfully illustrate the control strategy that commands the robot to follow a reference trajectory with static walking and trotting gait patterns.},
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pubstate = {published},
tppubtype = {inproceedings}
}
Noppeney, Victor; Escalante, Felix M.; Maggi, Lucas; Boaventura, Thiago
HuMAn – the Human Motion Anticipation Algorithm Based on Recurrent Neural Networks Journal Article
Em: IEEE Robotics and Automation Letters, vol. 9, não 12, pp. 11521-11528, 2024.
BibTeX | Links:
@article{noppeney2024human,
title = {HuMAn – the Human Motion Anticipation Algorithm Based on Recurrent Neural Networks},
author = {Victor Noppeney and Felix M. Escalante and Lucas Maggi and Thiago Boaventura},
doi = {10.1109/LRA.2024.3495572},
year = {2024},
date = {2024-01-01},
journal = {IEEE Robotics and Automation Letters},
volume = {9},
number = {12},
pages = {11521-11528},
keywords = {},
pubstate = {published},
tppubtype = {article}
}
Pedro, Gabriel Duarte Gonçalves; Bermudez, Gabriel; Medeiros, Vivian Suzano; da Cruz Neto, Hélio Jacinto; de Barros, Luiz Guilherme Dias; Pessin, Gustavo; Becker, Marcelo; Freitas, Gustavo Medeiros; Boaventura, Thiago
Quadruped Robot Control: An Approach Using Body Planar Motion Control, Legs Impedance Control and Bézier Curves Journal Article
Em: Sensors, vol. 24, não 12, 2024, ISSN: 1424-8220.
@article{pedro2024quadruped,
title = {Quadruped Robot Control: An Approach Using Body Planar Motion Control, Legs Impedance Control and Bézier Curves},
author = {Gabriel Duarte Gonçalves Pedro and Gabriel Bermudez and Vivian Suzano Medeiros and Hélio Jacinto da Cruz Neto and Luiz Guilherme Dias de Barros and Gustavo Pessin and Marcelo Becker and Gustavo Medeiros Freitas and Thiago Boaventura},
doi = {10.3390/s24123825},
issn = {1424-8220},
year = {2024},
date = {2024-01-01},
journal = {Sensors},
volume = {24},
number = {12},
abstract = {In robotics, the ability of quadruped robots to perform tasks in industrial, mining, and disaster environments has already been demonstrated. To ensure the safe execution of tasks by the robot, meticulous planning of its foot placements and precise leg control are crucial. Traditional motion planning and control methods for quadruped robots often rely on complex models of both the robot itself and its surrounding environment. Establishing these models can be challenging due to their nonlinear nature, often entailing significant computational resources. However, a more simplified approach exists that focuses on the kinematic model of the robot’s floating base for motion planning. This streamlined method is easier to implement but also adaptable to simpler hardware configurations. Moreover, integrating impedance control into the leg movements proves advantageous, particularly when traversing uneven terrain. This article presents a novel approach in which a quadruped robot employs impedance control for each leg. It utilizes sixth-degree Bézier curves to generate reference trajectories derived from leg velocities within a planar kinematic model for body control. This scheme effectively guides the robot along predefined paths. The proposed control strategy is implemented using the Robot Operating System (ROS) and is validated through simulations and physical experiments on the Go1 robot. The results of these tests demonstrate the effectiveness of the control strategy, enabling the robot to track reference trajectories while showing stable walking and trotting gaits.},
keywords = {},
pubstate = {published},
tppubtype = {article}
}
Bermudez, Gabriel; Alves, Matheus A. Do Carmo; Pedro, Gabriel D. G.; Boaventura, Thiago
Heat It Up: Using Robo-gym to Warm-up Deep Reinforcement Learning Algorithms Proceedings Article
Em: 2024 Latin American Robotics Symposium (LARS), pp. 1-6, 2024.
BibTeX | Links:
@inproceedings{bermudez24lars,
title = {Heat It Up: Using Robo-gym to Warm-up Deep Reinforcement Learning Algorithms},
author = {Gabriel Bermudez and Matheus A. Do Carmo Alves and Gabriel D. G. Pedro and Thiago Boaventura},
doi = {10.1109/LARS64411.2024.10786424},
year = {2024},
date = {2024-01-01},
booktitle = {2024 Latin American Robotics Symposium (LARS)},
pages = {1-6},
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pubstate = {published},
tppubtype = {inproceedings}
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