
Autor: Henrique Fontes
Controlar equipe de robôs poderá ficar mais seguro e barato

Com o avanço da tecnologia, os robôs têm ganhado cada vez mais espaço na sociedade. Aplicações em segurança, transporte, agricultura, saúde e educação são algumas das frentes nas quais essas máquinas são capazes de atuar. No entanto, os desafios que elas enfrentam também se tornaram mais complexos com o passar dos anos, e um único robô não estava mais conseguindo atender a todo tipo de demanda. Isso movimentou o universo científico, fazendo com que os pesquisadores encontrassem meios para permitir que os robôs trabalhem em equipe (robótica cooperativa), buscando assegurar que as tarefas sejam cumpridas com sucesso.
Porém, para controlar e monitorar diversos robôs ao mesmo tempo, são necessários sistemas inteligentes e robustos que diminuam os riscos de ocorrerem falhas que possam gerar algum acidente. A questão é que, além de serem caros, esses sistemas também são suscetíveis a problemas de comunicação, já que carregam um elevado número de dados e informações, podendo ficar sobrecarregados.
Uma solução que promete contribuir para melhorar esse cenário é o algoritmo (sequência de comandos passada ao computador a fim de definir uma tarefa) desenvolvido por Kaio Rocha, doutorando do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica da Escola de Engenharia de São Carlos (EESC) da USP. “Esse novo algoritmo exige menor poder computacional em relação a outras técnicas encontradas na literatura da área. Com isso, processadores mais simples podem ser utilizados, reduzindo o custo de implantação”, revela o cientista.

Kaio explica que outra vantagem do seu algoritmo é que ele poderá reduzir as chances da comunicação entre robôs ser interrompida em uma eventual tarefa em conjunto: “Comparado com outras técnicas, nosso algoritmo requer menos tráfego de dados na rede, evitando sobrecargas, o que diminui as chances de ocorrência de atrasos de transmissão e perda de dados, ou ainda, de interrupção do sistema”, explica o pesquisador, que integra o Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia para Sistemas Autônomos Cooperativos (InSAC), sediado na EESC.
A nova técnica computacional desenvolvida poderá ser eficaz, por exemplo, para controlar grupos de robôs que atuam no monitoramento de incêndios florestais; na comunicação entre veículos autônomos no contexto das cidades inteligentes (smart cities), reduzindo os riscos de acidentes; no gerenciamento de drones que praticam tarefas relacionadas à agricultura de precisão ou à segurança, realizando possíveis escoltas nas cidades, entre outros cenários.
Para testar seu algoritmo, Kaio está preparando um experimento com drones para que eles rastreiem um alvo terrestre móvel, que deverá ser um veículo autônomo. Durante a atividade prática, o pesquisador irá aproveitar para aplicar seu método em uma outra funcionalidade, que é a de manter os drones em “formação” enquanto monitoram o objeto no solo. A ideia é que os veículos aéreos atuem como se fossem um “bando de aves”, com movimentos totalmente sincronizados. Além de drones, a USP São Carlos conta atualmente com dois carros e um caminhão autônomo disponíveis para o desenvolvimento de pesquisas.

Os resultados obtidos com o algoritmo de Kaio geraram o artigo científico Robust Distributed Consensus-Based Filtering for Uncertain Systems over Sensor Networks, que foi apresentado durante o congresso mundial da Federação Internacional de Controle Automático (IFAC), realizado entre os dias 11 e 17 de julho, de forma virtual. O artigo está concorrendo ao prêmio IFAC Young Author Award, destinado a estudantes de doutorado com menos de 30 anos de idade.
Bolsista da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP), Kaio é orientado pelo professor Marco Henrique Terra, coordenador do InSAC e docente do Departamento de Engenharia Elétrica e de Computação (SEL) da EESC. A previsão é de que o aluno defenda seu doutorado no segundo semestre de 2021.
Confira, abaixo, o vídeo da apresentação de Kaio no IFAC World Congress 2020.
Texto: Henrique Fontes – Assessoria de Comunicação do InSAC
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Nota de pesar: Alberto Elfes

O Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia para Sistemas Autônomos Cooperativos (InSAC) lamenta o falecimento do pesquisador Alberto Elfes, ocorrido no último dia 4 de julho, em Brisbane, na Austrália. Elfes teve importante papel na história e no desenvolvimento das áreas de robótica e manufatura aditiva no CTI Renato Archer, Instituição parceira do InSAC. Em 1994, assumiu o cargo de diretor no Instituto de Automação do CTI e foi o responsável pela criação do Projeto AURORA, que teve como objetivo desenvolver um dirigível autônomo para monitoramento ambiental. O projeto, pioneiro no mundo, resultou na construção do primeiro veículo aéreo não-tripulado (VANT) autônomo a alçar voo no Brasil e do primeiro dirigível autônomo do Planeta, em 2000.
Nascido em Maceió, o cientista se formou em Engenharia Eletrônica pelo Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA), onde também fez mestrado em Ciência de Computação. Realizou doutorado em Electrical And Computer Engineering pela Carnegie Mellon University e pós-doutorado pela Universidade de Ulm. Ao longo de sua carreira, o pesquisador foi convidado a integrar a equipe do Jet Propulsion Lab (JPL) da Nasa, projeto em que permaneceu por 10 anos desenvolvendo sistemas robóticos, tais como dirigíveis autônomos para missões aéreas em Vênus, Titã (um satélite de Saturno), os gigantes gasosos (Júpiter, Saturno, Urano e Netuno) e em Marte. Nos EUA, o pesquisador também atuou na produção de barcos robóticos – úteis para estudos oceanográficos e fluviais na Terra – e de veículos robóticos para ambientes difíceis de serem explorados, como as florestas tropicais e o espaço. Dentre as inúmeras contribuições de Elfes à área de Robótica, destaca-se a abordagem de “Grades de Ocupação” (Occupancy Grids, em inglês), proposta em 1989, e largamente utilizada para mapeamento e localização de robôs móveis até os dias de hoje.

Após a experiência na Agência espacial norte-americana, Elfes se mudou para Brisbane, onde até seus últimos dias liderou o Grupo de Pesquisa em Robótica e Sistemas Autônomos (RASG) do Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation, sendo responsável pela coordenação e planejamento estratégico das pesquisas. Foi lá que ele teve a oportunidade de participar de um de seus últimos projetos, em parceria com instituições brasileiras, o Projeto Providence, em 2018.
Declarações e Homenagens
“Na sua passagem pelo CTI, o Alberto reestruturou estrategicamente, agregou, dinamizou e trouxe novos desafios à área de automação, repercutindo positivamente em outros segmentos da instituição. Nacional e internacionalmente, ele é reconhecido pelas suas relevantes contribuições à robótica. Mas o que mais me ressalta – e permanece prazerosamente na lembrança e no coração, é a sua figura humana, simples, amiga e profundamente ética”. (Samuel Siqueira Bueno, pesquisador do CTI Renato Archer e do InSAC)
“Apesar de ser um cientista de renome internacional, cujo trabalho teve repercussões e frutos em vários países, Alberto Elfes nunca deixou de ser uma pessoa simples, generosa, cordial com todos os que o cercavam. Por onde passou, deixou ideias, estudos e desafios da Ciência que estão sendo continuados e evoluídos por diferentes grupos de pesquisa no Brasil, EUA, Austrália e em outros lugares. Vai fazer muita falta, pro Brasil e pro mundo.” (Ely Carneiro, professor e pesquisador e da Unicamp e cientista do InSAC)
“Poucas pessoas marcaram a história de minha família com uma marca que somente Deus pode produzir. Alberto foi uma dessas. De um cuidado e generosidade ímpares, ele fazia você se sentir grande ao lado dele, como que se ele transferisse a grandeza dele para todos ao redor.” (José Reginaldo Hughes de Carvalho, pesquisador da Universidade Federal do Amazonas e do InSAC)

Texto: Assessoria de Comunicação do InSAC, com informações da Assessoria de Comunicação do CTI Renato Archer
Agrotóxico utilizado contra fungos também pode matar abelhas
Sistema desenvolvido na USP analisou o comportamento de 200 abelhas contaminadas com o cerconil; em 10 dias, mais de 60% dos insetos haviam morrido

Abelhas também podem ser vítimas de fungicida. Foto: Pixabay
Um estudo realizado por pesquisadores da Escola de Engenharia de São Carlos (EESC) da USP, em parceria com cientistas da Universidade Federal de Viçosa (UFV), revelou que o cerconil, agrotóxico utilizado no Brasil para matar fungos, também pode ser letal para abelhas. O trabalho mostrou ainda que, mesmo aquelas que resistem inicialmente aos efeitos do produto químico, passam a se comportar como se estivessem mais velhas, indicando que não viverão por muito tempo.
Os resultados foram obtidos a partir do programa de computador desenvolvido por Jordão Natal durante seu mestrado na USP. O sistema analisou, durante 10 dias, o comportamento de 200 abelhas contaminadas com o fungicida, o qual é muito comum no combate a pragas de meloeiro e melancia. Elas foram colocadas junto a outras 800 abelhas saudáveis dentro de uma caixa cercada por vidros transparentes, onde câmeras registravam seus movimentos. Para diferenciar as abelhas saudáveis das contaminadas, uma marca com tinta foi feita nas costas das que ingeriram o agrotóxico. “Até o décimo dia, 65% das abelhas contaminadas haviam morrido. Já as que resistiram, tiveram seu comportamento alterado, aparentando estarem idosas, já que faziam atividades incompatíveis com a idade, como tarefas de limpeza e a procura por alimentos”, relata Natal, que teve sua pesquisa financiada pela Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES). Vale ressaltar que as abelhas vivem, em média, 44 dias, ou seja, elas estariam morrendo antes de completarem um quarto de suas vidas.

Abelhas contaminadas foram monitoradas durante 10 dias por software desenvolvido na EESC. Na imagem à direita, pequenos pontos mostram como as polinizadoras são enxergadas pelo computador. Foto: Jordão Natal/Divulgação (Clique para ampliar)
Algo que ajudou o sistema a interpretar essa grande quantidade de dados ao final do período analisado foi a localização das abelhas contaminadas dentro da caixa. A posição das polinizadoras tende a revelar em que fase da vida elas estão, pois, conforme elas envelhecem, se aproximam das extremidades. “O software foi capaz de monitorar as ações de cada uma das abelhas, o que é uma tarefa é muito difícil, por serem animais de tamanho semelhante, que estão quase sempre em movimento e se cruzando rapidamente”, explica Carlos Maciel, pesquisador do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia para Sistemas Autônomos Cooperativos (InSAC) e orientador da pesquisa. Apesar do desafio, o programa, que levou cerca de 10 meses para ser desenvolvido e captura até 30 fotos por segundo, apresentou um índice de 99% de precisão.
Contaminadas com doses não letais de cerconil no apiário da UFV, as abelhas utilizadas no estudo são da espécie Apis mellífera, a mais comum do mundo. “O que mais nos chocou foi descobrir que um fungicida até então inofensivo para abelhas se mostrou mais tóxico que o imidaclopride, inseticida considerado o grande vilão dos cultivos agrícolas. Os dados são preocupantes”, afirma Eugênio de Oliveira, professor de entomologia da UFV. Apesar de ainda não haver um entendimento sobre o motivo de o fungicida ter levado as abelhas à morte, o docente suspeita que o produto pode estar anulando os efeitos de enzimas responsáveis pela desintoxicação desses insetos.

Figura ilustra trajetória percorrida pelas abelhas dentro da caixa. Foto: Jordão Natal/Divulgação
No trabalho, os pesquisadores também analisaram o comportamento de abelhas que ingeriram o imidaclopride. Derivado da nicotina, o produto normalmente é aplicado em pomares, plantações de arroz, algodão e batata e, embora seja proibido em diversos países, seu uso ainda é permitido no Brasil. O software da USP mostrou que aproximadamente 52% das abelhas contaminadas com o agroquímico estavam mortas no décimo dia.
“A extinção das abelhas é uma preocupação global, pois se trata de um problema que não afeta apenas o meio ambiente, mas também a economia. Elas participam de boa parte da polinização de nossos alimentos, alguns deles, inclusive, polinizados exclusivamente por elas”, alerta Maciel, que também é professor do Departamento de Engenharia Elétrica e de Computação (SEL) da EESC. Segundo o estudo realizado pela Plataforma Brasileira de Biodiversidade e Serviços Ecossistêmicos (BPBES), em parceria com a Rede Brasileira de Interações Planta-Polinizador (Rebipp), o valor do trabalho prestado pelos animais polinizadores à agricultura brasileira gira em torno de R$ 43 bilhões por ano. O levantamento considerou 67 cultivos, sendo que a soja, primeira colocada, responde por 60% do valor estimado, seguida pelo café (12%), laranja (5%) e maçã (4%).

Carlos Maciel (à esquerda) e Jordão Natal desenvolveram um sistema inédito para monitorar o comportamento de animais que atuam de forma coletiva. Foto: Henrique Fontes/SEL
Com a nova tecnologia criada na EESC, a qual já está pronta para ser utilizada no mercado, a missão de compreender o comportamento de animais que atuam de forma coletiva se tornou mais simples, pois toda interação entre esses organismos e o meio ambiente poderá ser “ensinada” para o computador em forma de algoritmos. “O que o sistema fez em semanas, nós levaríamos alguns anos para mensurar”, comemora Eugênio. Combinando técnicas de inteligência artificial e big data, o software desenvolvido conseguiu analisar dezenas de horas de vídeo, totalizando 700Gb de material. A partir de agora, os pesquisadores pretendem estudar o comportamento de abelhas contaminadas com outros tipos de agrotóxicos, a fim de ampliar o entendimento a respeito dos efeitos desses produtos químicos.
Texto: Henrique Fontes – Assessoria de Comunicação do InSAC
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Técnica pretende aproveitar vento para aumentar eficiência de voos

Dirigível em desenvolvimento no InSAC deve passar por novos testes em breve. Foto: Samuel Bueno/InSAC
Contribuir para a realização de voos mais rápidos e com menor consumo energético. Esse é objetivo do estudo de Ely Carneiro de Paiva, pesquisador do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia para Sistemas Autônomos Cooperativos (InSAC). Durante seu pós-doutorado na Concordia University, do Canadá, o especialista desenvolveu um novo algoritmo que analisa as condições do vento de determinada região para indicar a melhor trajetória a ser percorrida por um dirigível autônomo.
A ideia, segundo o cientista, é que a técnica guie o dirigível a partir de dados obtidos por um sensor colocado em seu bico, o qual estima a direção e a velocidade do vento local. Além disso, o algoritmo utilizará informações recebidas a distância sobre as condições do vento no destino e em alguns pontos do percurso. “O maior desafio é obter e atualizar as informações do vento ao longo dos pontos por onde a aeronave irá percorrer. No entanto, se soubermos apenas quais são as condições de vento no início e no final do trajeto, já é possível obter uma redução de consumo de energia ou de tempo”, explica Ely, que escreveu três artigos sobre o trabalho nos últimos 12 meses.
O algoritmo desenvolvido também pode ser utilizado para guiar aviões. Apesar de já existirem modelos matemáticos que os ajudam a aproveitar o vento a seu favor, a economia energética geralmente considera que a velocidade das aeronaves é constante. Já com a solução proposta pelo especialista, os veículos aéreos poderão se beneficiar mesmo que utilizem velocidades variáveis durante certa trajetória, o que torna o percurso muito mais flexível e fácil de ser planejado. Além disso, por ser baseado em equações matemáticas simples, o método pode ser aplicado a aeronaves autônomas de pequeno porte, como drones, que não dispõem de um sistema com grande capacidade computacional. Ainda em fase de testes, o algoritmo foi utilizado em um simulador de voo, mas deve ser testado em breve no NOAMAY, dirigível autônomo que está sendo desenvolvido por pesquisadores do InSAC para monitoramento da Floresta Amazônica. Uma das inovações da aeronave fica por conta de seus quatro motores elétricos com hélices que são direcionáveis e giram 360°. Isso permite que o dirigível execute manobras de forma mais rápida, paire no ar e suba e pouse na vertical.

Ely escreveu três artigos científicos nos últimos 12 meses. Foto: Antônio Scarpinetti/Jornal da Unicamp
O NOAMAY realizou seu primeiro voo no ano passado, em Curitiba. Atualmente, está passando por uma readaptação para a retirada de excesso de peso da aeronave e, assim que estiver operacional, será levado para Manaus, sob a supervisão de Reginaldo Carvalho, professor da Universidade Federal do Amazonas (UFAM) e também cientista do InSAC. Posteriormente, testes-piloto estão previstos para serem realizados em Tefé, na reserva de Mamirauá, a 500 km de Manaus. Recentemente, o projeto do dirigível foi destaque em reportagens na imprensa, inclusive, aparecendo em rede nacional.
Escambo de conhecimento – Ao longo dos 15 meses em que realizou seu pós-doutorado no Canadá, Ely Paiva, que também é professor da Unicamp, foi convidado para ministrar uma série de palestras e participar de diversos eventos da área de veículos aéreos autônomos. “O projeto do dirigível desperta muito interesse nos pesquisadores por conta do contexto da Amazônia, fomentando debates sobre conservação ambiental e efeitos climáticos”, conta o docente. Ao todo, foram sete universidades visitadas pelo especialista, sendo que, em cinco delas, ministrou palestras para cientistas de vários países do mundo.
A experiência contribuiu para que ele aprendesse sobre a dinâmica das universidades e suas respectivas parcerias com o setor econômico. “Há um grande investimento tecnológico nas instituições em termos de laboratórios e equipamentos, principalmente com aportes governamentais”, afirma. Apenas para citar um exemplo, a ETS-École de Technologie Supérieure de Montreal, que conta com nove mil alunos de engenharia, possui sua própria fábrica de chips para utilização em seus projetos internos e para a prestação de serviços de extensão. O professor afirma ser natural que empresas procurem as universidades em busca de soluções para um problema ou mesmo pelo interesse na automatização de processos, visando ganhos de qualidade e rendimento. Outro ponto destacado pelo docente durante a experiência é a grande troca de conhecimentos entre diferentes universidades. Em uma das instituições visitadas, o professor conheceu um núcleo de pesquisa aeroespacial onde alunos dos cursos de engenharia elétrica, mecânica e civil atuam de maneira integrada.

Durante seu pós-doutorado no Canadá, Ely ministrou palestras para cientistas de várias partes do mundo. Foto: Ely Paiva/Arquivo Pessoal
Entre os eventos que o pesquisador do InSAC participou está a Aviation Innovations Conference: Cargo Airships, conferência de dirigíveis de transporte de carga realizada em Toronto, em março deste ano. Devido às condições inóspitas do norte gelado (Ártico) do Canadá, é grande o interesse em dirigíveis de carga como solução para os problemas logísticos em áreas remotas da região. Neste contexto, Ely ministrou a palestra “Autonomous Airships for Monitoring Applications in Amazon”, em que tratou sobre o dirigível que está sendo desenvolvido no InSAC: “Os dirigíveis são altamente adequados para aplicações ambientais e de biodiversidade, pois sua capacidade de pairar sobre no ar com grande estabilidade, baixo ruído e tempo prolongado, permite uma análise intensiva da fauna e da flora”, finaliza o especialista.
A conferência reuniu integrantes da academia, de órgãos governamentais e da indústria, incluindo a gigante americana Lockheed Martin, a maior empresa de defesa do mundo, que está produzindo o dirigível híbrido LMH-01, em fase final de homologação, e que promete trazer de volta a era de ouro dos antigos Zeppelins.

Projeto NOAMAY recebe apoio de diversas instituições. Foto: Divulgação
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Alunos da rede pública ganham bolsas de estudo para aprender matemática na USP

Alunos de escolas públicas recebem aulas de matemática na USP, em São Carlos
Quem nunca teve um sonho profissional? Aquele emprego pelo qual você faria de tudo para conseguir, enfrentando cada obstáculo. É natural que esse tipo de anseio comece a florescer na adolescência, período em que nossas mentes passam a vislumbrar o que será do futuro. No Centro de Inclusão Social (CIS) da USP em São Carlos, 11 jovens alunos de escolas públicas da cidade têm um motivo a mais para confiar que seus objetivos serão alcançados. Eles recebem bolsas de pré-iniciação científica como incentivo para que tenham aulas de matemática na Universidade.
Com o intuito de facilitar o entendimento da disciplina, as aulas proporcionam aos estudantes um aprendizado interativo, com o auxílio de robôs. São drones, carrinhos, braços robóticos, bolinhas programáveis e diversos itens que ajudam a transmitir conteúdo por meio de uma metodologia muito mais atraente. “Nós já utilizamos os robôs para ensinar conceitos de função, ângulos, velocidade, gráficos e até gravidade”, conta Walter Bezerra Neto, monitor da turma e aluno do curso de Engenharia Elétrica da Escola de Engenharia de São Carlos (EESC).

Com o auxílio de robôs, jovens aprendem de forma interativa
Oferecidas pelo Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia para Sistemas Autônomos Cooperativos (InSAC), sediado na USP, as bolsas de estudo são um instrumento de estímulo aos jovens para que eles fortaleçam seu conhecimento e se preparem para os desafios que se aproximam. “Utilizar a tecnologia para se aprofundar em tópicos matemáticos pode ser muito importante para que eles, por exemplo, se saiam bem no vestibular. Além disso, essa experiência contribui para que os adolescentes vislumbrem as carreiras que desejam seguir”, explica Marco Henrique Terra, coordenador do InSAC e professor do Departamento de Engenharia Elétrica e de Computação (SEL) da EESC.

Bolinha programável ilustra tópicos da matemática
Após alguns meses de atividades, o feedback obtido dos alunos tem sido extremamente positivo, segundo Walter. O monitor, que decidiu participar do projeto pelo interesse na área de ensino, revela que os jovens chegam até mesmo a pedir lista de exercícios para fazer em casa: “Isso mostra que realmente querem aprender”, afirma o futuro engenheiro, que se sente privilegiado em fazer parte da iniciativa: “É muito gratificante quando um aluno interage com o robô e diz que entendeu a matéria. Sem dúvida, é uma recompensa enorme saber que eles levarão na bagagem pelo menos uma parte do conhecimento que foi passado”.

Braços robóticos ensinam conceitos de ângulos aos estudantes
Escolhidos pela Diretoria Regional de Ensino de São Carlos para integrar o projeto, os 11 alunos que participam da iniciativa têm entre 14 e 16 anos e assistem às aulas todas as quartas-feiras, no período da tarde. Confira, abaixo, os depoimentos de Abel Correia, Daniel Henrique Lourenço e Lauanny Cristina Silva, todos participantes da atividade no Centro de Inclusão Social da USP.
Texto: Henrique Fontes – Assessoria de Comunicação do InSAC
Fotos: Douglas Reginaldo
Vídeo: Henrique Fontes e Douglas Reginaldo
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Corrida de drones: brasileiros são finalistas em competição de inteligência artificial nos EUA
Equipe da UFMG se classificou após vencer mais de 400 equipes do mundo e agora concorre a prêmio de US$1 milhão

Drones autônomos terão que realizar percursos no menor tempo possível em competição nos EUA. Foto: DRL/Divulgação
Um grupo de pesquisadores da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG) representará o Brasil na final da Artificial Intelligence Robotic Racing (AIRR), corrida inédita de drones autônomos que será realizada nos EUA a partir de julho. Depois de derrotar mais de 400 equipes de todo o mundo na fase classificatória da competição, o time mineiro está entre os nove finalistas do torneio, que irá pagar US$1 milhão ao primeiro colocado.
Os vencedores serão aqueles que programarem os drones para que eles completem os percursos no menor tempo possível, passando por uma sequência de “gates” – portais distribuídos em diversos pontos da arena onde as provas serão realizadas. “Representar o país nesta competição é motivo de muito orgulho e de grande responsabilidade. Somos o único time da América Latina classificado e iremos enfrentar desenvolvedores das melhores instituições de pesquisa em robótica do planeta”, diz Henrique Machado, aluno de mestrado da UFMG e bolsista do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia para Sistemas Autônomos Cooperativos (InSAC), sediado na USP, em São Carlos (SP).
Para chegar à final, os brasileiros passaram por uma etapa preliminar realizada virtualmente. Nesta fase, competidores de dezenas de países desenvolveram algoritmos para controlar a trajetória dos veículos aéreos não tripulados e testaram seus códigos em um simulador de drones criado pelo Massachusetts Institute of Technologies (MIT). O programa foi capaz de gerar no computador um ambiente semelhante ao que será encontrado na AIRR, e os nove algoritmos que obtiveram melhor desempenho foram selecionados por uma renomada banca de juízes da academia, governo e indústria, todos especialistas em sistemas autônomos e inteligência artificial.

Equipe da UFMG é a única da América Latina a participar da final da AIRR. Foto: XQuad/ Divulgação
Cada segundo de dedicação e esforço valeu a pena para que o time de Minas Gerais se classificasse para a final, mesmo que, para isso, algumas horas de lazer tivessem que ser comprometidas: “Passamos o carnaval inteiro programando”, revela Henrique. Agora, os brasileiros voltam suas atenções para o desafio presencial da competição, que foi dividida em cinco fases – elas estão previstas para ocorrer entre julho e novembro. Os finalistas não precisarão levar seus equipamentos até o local de prova, pois os organizadores irão disponibilizar uma robusta infraestrutura que contará com drones especialmente preparados para receber os algoritmos dos participantes. O estudante da UFMG estima que os códigos de sua equipe podem levar os veículos aéreos alcançarem até 120km/h.
“A corrida de drones é um esporte futurista e uma grande atração para os jovens desse milênio, bem como para alunos do ensino fundamental e médio com interesse em tecnologia”, afirma a organização do evento. A AIRR é promovida pela fabricante de produtos aeroespaciais Lockheed Martin em parceria com a Drone Racing League (DRL), liga profissional de corrida de drones pilotados por humanos que esse ano ocorrerá em agosto. Os vencedores das duas competições também se enfrentarão em uma grande disputa homem x máquina valendo U$$ 250 mil.
Batizada de XQuad, a equipe da UFMG é composta por pesquisadores de dois laboratórios da Universidade: o de Visão Computacional e Robótica (Verlab) e o de Sistemas de Computação e Robótica (CORO). Os integrantes do grupo estão em busca de apoio financeiro para arcar, principalmente, com despesas de passagens aéreas e hospedagem nos EUA. Para contribuir, basta acessar a campanha de crowdfunding na internet ou então entrar em contato pelo e-mail xquad.alpha@gmail.com. Veja, abaixo, o teaser oficial da AIRR.
Texto: Henrique Fontes – Assessoria de Comunicação do InSAC
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Canal do XQuad no Youtube: https://www.youtube.com/channel/UCoSVlhiSbnLO3jEtVumJ21g
Pesquisa quer aumentar eficiência de caminhões autônomos

Caminhão autônomo está sendo utilizado em pesquisas da USP São Carlos. Foto: Paulo Arias
Suponha que você trabalha como caminhoneiro e está subindo a serra para realizar uma entrega de rotina. De repente, ao reduzir a velocidade, sente o veículo pular, comum quando trocamos a marcha no momento errado. Além de ser um instante de desconforto para o motorista, esse simples deslize pode gerar um maior consumo de combustível. Se você tiver um caminhão comum, prestar mais atenção ao dirigir pode ser o bastante para evitar esse tipo de incidente, mas e se o mesmo veículo possuísse câmbio automático e fosse autônomo? Será que ele conseguiria atuar de forma precisa? Se depender de uma pesquisa em andamento da Escola de Engenharia de São Carlos (EESC) da USP, esse cenário de incerteza não será mais problema.
Autor do trabalho e doutorando do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica da EESC, Lucas Barbosa explica que os freios e aceleradores de um caminhão sem motorista não “compreendem” a função dos câmbios automáticos, fator que dificulta o controle do veículo. Por isso que, por meio de técnicas matemáticas, o estudante está desenvolvendo um algoritmo para que os pedais do caminhão considerem a probabilidade de as marchas serem trocadas conforme sua velocidade aumenta ou diminui.
“Minha técnica ‘ensina’ aos freios e aceleradores como se comporta um câmbio automático. Com isso, além de o motorista ter uma viagem muito mais tranquila, o caminhão ainda economiza combustível, pois seu motor não será forçado de forma desnecessária”, diz o pesquisador. Até o momento, Lucas testou seu algoritmo em um caminhão autônomo real na área 2 do Campus da USP em São Carlos, percorrendo um pequeno trajeto. A expectativa é de que o estudo seja finalizado em até dois anos.

Lucas Barbosa pretende finalizar seu trabalho em dois anos. Foto: Henrique Fontes/InSAC
A pesquisa recebe a orientação do professor Marco Henrique Terra, coordenador do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia para Sistemas Autônomos Cooperativos (InSAC), sediado no Departamento de Engenharia Elétrica e de Computação (SEL) da EESC, onde ele é docente.
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Grupo de robôs poderá cumprir tarefas mesmo se comunicação entre eles falhar

Um incêndio de grandes proporções toma conta de uma floresta próxima a uma área urbana. Por se tratar de uma local de difícil acesso, as autoridades de resgate acionam um grupo de drones autônomos para procurar possíveis vítimas no local, mas uma situação inesperada acontece: problemas na rede de comunicação impedem que os robôs aéreos conversem entre si, fazendo com que eles não cumpram o que foi programado. Apesar de o apreensivo cenário retratado ser hipotético, ele não é impossível de ocorrer, segundo os estudiosos da área de robótica coletiva. Por isso, uma pesquisa em andamento na Escola de Engenharia de São Carlos (EESC) da USP pretende contribuir para que missões como essa sejam realizadas com sucesso pelas máquinas.
O estudo é de João Roberto Benevides, doutorando do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica da EESC. Segundo o pesquisador, quando há troca de informações entre um grupo de robôs, sejam eles aéreos ou terrestres, a rede de comunicação que os alimenta é passível de falhas, podendo gerar problemas como atrasos na transmissão de dados ou até mesmo quebra de sinal.
“Muitas vezes não consideramos a comunicação como um elemento que possa nos trazer prejuízo, mas sabemos que falhas irão acontecer. No entanto, para criarmos alternativas que auxiliem os robôs a lidarem com essas situações, precisamos entender como eles se comportariam em um cenário de adversidade”, explica o estudante, que recebe orientação do professor Marco Henrique Terra, coordenador do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia para Sistemas Autônomos Cooperativos (InSAC), sediado no Departamento de Engenharia Elétrica e de Computação (SEL) da EESC.
No trabalho, a ideia é desenvolver técnicas de controle capazes de preparar seis quadricópteros autônomos – um tipo de veículo aéreo não tripulado – para completar tarefas mesmo em caso de problemas nos serviços de comunicação. Durante as próximas fases da pesquisa, João Roberto fará novos testes em laboratório e em áreas externas a fim de validar os métodos propostos. A expectativa é de que os resultados sirvam de alicerce para que drones realizem missões nos mais diversos campos, como agricultura de precisão, entregas remotas, segurança, entre outros. Além do InSAC, o trabalho recebe o financiamento da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP). Confira no vídeo abaixo uma demonstração dos testes que estão sendo realizados na USP.
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Palestra aborda os desafios do uso de drones no interior de florestas
Apesar de já estarem presentes em diversos segmentos da sociedade, os drones autônomos ainda possuem algumas aplicações inexploradas, como sua contribuição no combate a incêndios ou então em buscas por sobreviventes de desastres aéreos no interior de florestas, que são locais de difícil acesso. O elevado número de árvores e a frequente instabilidade do sinal de GPS nesse tipo de ambiente são fatores que dificultam a atuação dos veículos aéreos não tripulados, obrigando os cientistas a prepará-los para “driblar” esses obstáculos.
Para debater sobre os desafios dessa tarefa e possíveis soluções para o problema, o pesquisador Guilherme Pereira, do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia para Sistemas Autônomos Cooperativos (InSAC), ministrará, no dia 9 de maio, uma palestra no Departamento de Engenharia Elétrica e de Computação (SEL) da Escola de Engenharia de São Carlos (EESC) da USP. Aberto a todos os interessados, o bate-papo é gratuito e ocorrerá no Anfiteatro Armando Toshio Natsume do SEL, a partir das 13h50.
Sobre o palestrante: Guilherme Pereira é doutor em Ciência da Computação pela Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG), onde atualmente é professor associado do Departamento de Engenharia Elétrica da Instituição. Ele também trabalha como professor associado no Departamento de Engenharia Mecânica e Aeroespacial da West Virginia University (WVU), nos EUA. Ainda na UFMG, o docente foi um dos fundadores do Grupo de Pesquisa e Desenvolvimento de Veículos Autônomos (PDVA) e coordenou o Laboratório de Sistemas de Computação e Robótica. Suas pesquisas são focadas no planejamento de movimento e localização de robôs móveis individuais ou em grupo.
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Unicamp recebe minicurso sobre técnicas de controle em dirigíveis

Professor José Azinheira ministra curso sobre técnicas de controle em dirigíveis. Foto: Samuel Bueno
Ensinar técnicas que possam descrever o comportamento e controlar as ações de dirigíveis em determinado cenário. Esse foi o objetivo do minicurso oferecido na Faculdade de Engenharia Mecânica (FEM) da Unicamp pelo professor José Raul Azinheira do Instituto Superior Técnico de Lisboa (IST), nos últimos dias 2 e 3 de outubro.
Participaram do curso pós-graduandos e pesquisadores da Unicamp, da Universidade Federal do Amazonas (UFAM) e do Centro de Tecnologia da Informação Renato Archer (CTI). Eles aprenderam tópicos importantes sobre as seguintes áreas: modelagem dinâmica e simulação de dirigíveis, Controle INDI (Incremental Nonlinear Dynamic Inversion) e Controle IBKS (Incremental Backstepping). “Conseguimos estabelecer um diálogo com os alunos de forma a integrar as noções expostas nas experiências dos participantes”, conta José Azinheira.
Segundo Samuel Bueno, pesquisador do CTI, as técnicas apresentadas no minicurso permitem realizar estudos desde o dimensionamento de atuadores da aeronave até estratégias de controle e navegação. O especialista explica que as ferramentas de controle INDI e IBKS são recentes e foram desenvolvidas na Delft University of Technology, na Holanda, sendo aplicadas em sistemas aeronáuticos.
Modelagem dinâmica e controle de dirigíveis são os temas que caracterizam a colaboração científica existente entre diversos pesquisadores desde a década de 90 e que prossegue durante o GT2, projeto que visa o desenvolvimento de plataformas mais leves que o ar para sensoriamento, comunicação e sistemas de informação aplicados à região Amazônica. Este projeto está sendo realizado no âmbito do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia para Sistemas Autônomos Cooperativos (InSAC).
O grupo de pesquisa do professor José Azinheira vem trabalhando há anos com essas técnicas para controle de aeronaves com asas e multirotores. No caso do GT2, os estudos se concentram no controle de dirigíveis robóticos e são realizados em cooperação com os cientistas brasileiros.
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