Pesquisadores criaram novas técnicas para que drones e pequenos aviões controlem o próprio voo e alterem suas rotas em menos de 10 milésimos de segundo

O futuro é logo ali. As cenas de ficção científica com veículos terrestres e aéreos sem motoristas transportando pessoas e produtos e atuando em diferentes cenários estão cada vez mais perto da nossa rotina. Usando matemática, pesquisadores do INCT-SAC, sediado na USP, em São Carlos, conseguiram programar pequenos aviões e drones para identificar e desviar de obstáculos em movimento durante seu percurso, como animais, por exemplo. Ou seja, o robô passará a controlar seu próprio caminho e não seguirá apenas uma trajetória fixa, estipulada anteriormente. A inovação permite deslocamentos mais precisos, suaves e seguros, possibilitando que as máquinas sejam capazes de contornar algo que apareça na sua frente em menos de 10 milésimos de segundo.

O pesquisador Leonardo Pereira, que terminou recentemente seu mestrado no Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica (PPGEE) da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG) e é um dos responsáveis pela tecnologia, conta que a nova técnica propõe que as máquinas sigam dois campos vetoriais para voar: “Um campo é o caminho pré-definido que o robô deve seguir. Porém, quando ele detecta um obstáculo, o segundo campo vetorial entra em cena para que a máquina faça uma curva, desvie do que estiver na sua frente e depois volte para seu circuito inicial”, explica.

A troca de informações é online. “Quando ele começa a detectar um obstáculo, o sistema analisa os dados, a velocidade é diminuída e o desvio é iniciado. O robô escolhe a direção que altera menos o seu trajeto original. A inovação é um grande passo na área de planejamento do movimento e controle de veículos autônomos, tendo em vista que o robô inicialmente não estava programado para saber o que estaria ali”, comemora Leonardo. Simulações em programas de computador já foram realizadas e a nova tecnologia pode ser aplicada em diferentes setores, como em vigilância e fiscalização, em serviços de entrega autônomos e até mesmo no auxílio de resgates em desastres naturais. 

Segundo o professor Luciano Pimenta, docente da UFMG e coordenador dos estudos, lidar com obstáculos em movimento é um dos principais desafios na área da robótica autônoma. Ele revela que ensinar os caminhos para os robôs e ajudá-los a definir o que deve ser feito caso apareça algo em sua frente, mantendo um percurso eficiente e seguro, não é tarefa fácil. Adriano Rezende, doutorando em Engenharia Elétrica da UFMG e orientando de Luciano, lembra que, para fazer um drone se movimentar corretamente, muitos fatores são levados em consideração, como as velocidades das hélices, por exemplo. “O drone pode se mover verticalmente, pode frear ou então voar parado no espaço. Então, o sistema tem que saber em qual posição o drone se encontra, se está empinado ou de cabeça pra baixo, além de entender como ele deve girar as hélices para um melhor rendimento e em qual direção seguir”, descreve.

O especialista conta que a construção de um robô passa por três etapas. “A primeira está relacionada com o sistema de sensores, para que o equipamento possa se localizar no espaço. Na segunda fase, é preciso fazer com que a máquina interprete as informações de localização e planeje como deve se movimentar de maneira segura, sem trombar em nada ou atropelar alguém. Por fim, efetivamente, o robô tem que se mover. Essa última fase é o que os cientistas chamam de controle. A gente especifica para o robô, por meio dos números, como serão esses vetores no espaço para que ele faça o caminho desejado”, explica.

Em todo o mundo, pesquisas científicas avançam na criação de tecnologias e na busca por segurança para essas operações. Em maio, os pesquisadores irão participar da Conferência Internacional sobre Robótica e Automação (ICRA), o mais importante evento da área no mundo, onde Adriano, inclusive, publicou um artigo na edição do ano passado. Em 2021, um novo trabalho será apresentado na ICRA pela equipe de cientistas, desta vez sob autoria principal de Leonardo, que está ansioso por poder levar sua pesquisa a um nível internacional, compartilhar seus conhecimentos, conhecer outras pessoas e aprender mais. “Essa troca de informações é muito importante. Um Congresso desse tamanho é uma oportunidade única de mostrar o seu trabalho, ver o de outras pessoas e trazer o que outros pesquisadores têm desenvolvido para melhorar nosso projeto”, comenta. “Publicar no ICRA não é fácil. Menos de 50% dos trabalhos inscritos são aceitos”, completa o professor Luciano. 

Para o docente, o atual momento vivido pelo mundo deve acelerar a presença de robôs autônomos na sociedade. “A pandemia está atrasando muitas pesquisas por vários motivos, como o isolamento, que é necessário, e a falta de recursos. Ao mesmo tempo, tem todo o incentivo para o desenvolvimento dessas tecnologias por causa da demanda que a quarentena trouxe”, analisa. Nos próximos meses, os pesquisadores pretendem simular novos cenários de testes e seguir buscando melhorias e parcerias com outros estudiosos do assunto espalhados pelo mundo. Até o momento, o trabalho contou com financiamento do INCT-SAC, por meio do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) e da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP).

Texto: Assessoria de Comunicação do InSAC