O Programa INCT

O Programa Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia (INCT) trata da criação de Institutos Nacionais de Ciência e Tecnologia (INCTs) espalhados pelo país que funcionam de forma multicêntrica, sob a coordenação de uma instituição sede que tenha competência em determinada área de pesquisa. O programa é conduzido pelo Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (MCTI), por meio do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), em parceria com a FAPESP e com as fundações de amparo à pesquisa estaduais.

Os projetos são selecionados em âmbito internacional e têm as características dos Projetos Temáticos da FAPESP, modalidade que se destina a apoiar propostas de pesquisa com objetivos suficientemente ousados, que justifiquem maior duração e maior número de pesquisadores participantes.

Os INCTs têm o objetivo de agregar grupos de pesquisa de diversas áreas estratégicas para o desenvolvimento sustentável do país, estimulando o desenvolvimento da pesquisa científica, tecnológica e a inovação, além da formação de recursos humanos e difusão da ciência.

O InSAC Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia para Sistemas Autônomos Cooperativos

Motivado pela grande extensão territorial e tamanho populacional do Brasil, características geográficas amplas, e as questões econômicas e sociais, pretende-se endereçar os problemas relacionados com a segurança e meio ambiente, em ações que promovam conjuntamente o desenvolvimento econômico, qualidade de vida e proteção ambiental. As soluções para esses problemas serão obtidas através de uma forte cooperação entre as universidades e as indústrias participantes, em atividades de pesquisa e desenvolvimento.

A globalização impôs aos países, especialmente para o Brasil, mais esforço para tornar os produtos competitivos para ser consumido internamente e exportado. O ritmo dessa competitividade está aumentando a pressão sobre o meio ambiente através do crescimento das cidades, a rápida expansão da agricultura industrializada, a exploração dos recursos costeiros e extração de recursos energéticos, e segurança nacional. Este INCT pretende abordar alguns destes problemas, propondo novos sistemas robóticos em rede para o transporte automotivo e de carga, cultivo agrícola, manutenção subaquática, inspeção e atuação remota e vigilância.

Neste contexto, uma importante fonte para a extração de petróleo no Brasil é a camada pré-sal, que está localizado 250 km a partir do costa e mais de dois quilômetros de profundidade no oceano. A camada pré-sal está fora da região terrestre brasileira, mas dentro de sua zona econômica exclusiva (ZEE). Esta camada será responsável por 52% do petróleo extraído no nosso país até 2018. Neste ano, 500 mil barris de petróleo foram extraídos da camada pré-sal, o que representa 22% da produção total de barris atualmente. A extração de petróleo na camada pré-sal apresenta diversos novos desafios, que inclui a logística, manutenção em águas profundas, operações remotas de plataformas e segurança nacional.

Em relação à agricultura, esta proposta irá abordar o problema do cultivo de laranja. O Brasil é o maior exportador de suco de laranja do mundo. Em 2012, ele exportou 1.2 milhões de toneladas de suco, de acordo com o Departamento de Agricultura dos EUA, quase 12 vezes mais que os EUA, o segundo maior exportador (The Wall Street Journal, june 13, 2013). Entretanto, alguns problemas, como o aumento de custos e baixo retorno, tem imposto novos níveis de produtividade para os agricultores brasileiros. Sistemas de monitoramento baseados em robôs heterogêneos serão desenvolvidos para monitorar parâmetros do solo como umidade, acidez, e quantidade de nutrientes para melhorar a produtividade e lucro dos agricultores.

Outro tema de interesse deste INCT está relacionado com a mobilidade urbana. O expressivo crescimento no número de automóveis nos últimos anos resultou em um aumento de acidentes de trânsito, que corresponde à décima causa de morte no mundo e à sexta no Brasil. A frota de carros do Brasil é hoje a quarta no mundo. De acordo com a Associação Nacional de Transportes Públicos – ANTP, que apoia o INCT em conjunto com a Sociedade Brasileira de Automação – SBA, o custo anual dos acidentes de trânsito são da ordem de R$ 28 bilhões. Os fabricantes de automóveis e pesquisadores na área de robótica tem investido esforço considerável na redução desse custo, especificamente através da automação completa de um sistema de navegação veicular para auxiliar o motorista em rodovias. Este INCT considera a navegação autônoma em ambientes urbanos como um dos tópicos de pesquisa.

O crescimento econômico responsável deve ser seguido de soluções que promovam a preservação do Planeta para as próximas gerações. Tendo essa motivação e sabendo que o Brasil possui a maior floresta equatorial, a preservação e proteção da floresta Amazônica é um tema importante de pesquisa e desenvolvimento para este INCT. O desenvolvimento econômico da Amazônia resultou em um aumento da população de 2 milhões (1960) para mais de 30 milhões (2000). Grandes áreas de floresta foram desmatadas para dar lugar a novos empreendimentos e assentamentos. Exemplos são as regiões mineiras importantes de Marabá e Carajás. Em termos de taxas de desmatamento, o Banco Mundial estima que 15% da Amazônia desapareceu desde o início de 1960. A aplicação de novos sistemas de informação baseados em sensores de rede e plataformas de robótica nos cenários da Amazônia vai promover a implantação de serviços de telecomunicações e do monitoramento da dinâmica de florestas, contribuindo para a sua preservação[15].

O INCT proposto reunirá um conjunto notável de universidades, indústrias e institutos de pesquisa do Brasil e do exterior. Os mais recentes avanços na teoria de sistemas e tecnologia da informação emergente para permitir a concepção e implementação de redes distribuídas para observação, mobilidade e manipulação, fornecem o escopo fundamental de problemas reais que pretende-se resolver. Especificamente, esta proposta vai considerar:

• Navegação autônoma de veículos aéreos em baixa altitude para lidar com, por exemplo, inspeção de linhas de transmissão de energia e dutos de gás, para aliviar a carga de trabalho do piloto e com estratégias de planejamento de movimento para pouso agressivo de um helicóptero de transporte de carga em plataformas móveis;
• Sistemas robóticos mais leves do que o ar para o monitoramento ambiental, vigilância e comunicação aplicadas à floresta amazônica. Eles irão criar uma barreira virtual de sensores contra a devastação, fornecer serviços de telecomunicação para áreas remotas com pouca população, além de soluções tecnológicas para comunidades ribeirinhas e assentamentos remotos;
• Modelagem e projeto de veículos pesados autônomos com sistema de medição de carga on-line. Sistemas de assistência avançada ao motorista serão desenvolvidos para lidar com a segurança, congestionamento, e operações de tráfego, e com sobrecarga no transporte de mercadorias;
• Coordenação de robôs móveis heterogêneos aéreos e terrestres em ambientes externos para lidar com helicópteros e comboios de caminhões baseado em sistemas de controle tolerantes a falha;
• Coordenação de robôs heterogêneos aplicados no monitoramento de plantações de laranja. Este projeto visa estimar a quantidade de frutas, detecção de pestes, a taxa de desenvolvimento e grau de amadurecimento das plantas;
• Modelagem e projeto de veículos submarinos distribuídos para inspeção e manutenção de instalações industriais. Eles irão lidar com manutenção, reparo e tarefas de montagem de plataformas de óleo e gás;
• Desenvolvimento de base para sistemas de controle autônomo e tolerantes a falhas. Relaciona-se ao desenvolvimento de técnicas de controle para sistemas sujeitos a variações estocásticas na sua dinâmica, ao desenvolvimento de métodos baseados em medida no projeto de engenharia e técnicas para identificação de sistemas, e ao controle baseado em sistemas bio-inspirados de robôs de pequeno porte escritos como enxames de insetos.