Vants – veículos aéreos não tripulados –, também conhecidos como drones, são aeronaves pilotadas remotamente de estações terrestres ou (cada vez mais) autonomamente, seguindo uma rota pré-programada ou se locomovendo para um destino fixo guiado automaticamente por GPS. Além de não carregar vidas humanas, um drone pode ser pequeno, bem leve e ter espaço suficiente para transportar cargas úteis e sistemas. Em um drone autônomo, tudo que se fizer vai depender do sistema computacional embarcado, como sensores, controles e programas, que poderão ser dotados de inteligência artificial e outros recursos das áreas da ciência da computação, eletrônica, mecânica, telecomunicações etc.
Também chamados de robôs voadores não tripulados, os drones a cada dia são utilizados para novas finalidades, desde uso militar e combate ao terrorismo a coisas mais simples, como tirar fotos aéreas de eventos. Empresas de tecnologia têm investido nesses equipamentos ainda para transporte de documentos, delivery de alimentação, monitoramento, entre outras atividades. Mas, apesar de bastante promissora, a tecnologia ainda apresenta limitações e exige maior desenvolvimento de robótica inteligente.
Um dos trabalhos de pesquisa no Brasil mais interessantes relacionados ao assunto vem sendo realizado em São Bernardo do Campo (SP) pelo Centro Universitário da Fundação Educacional Inaciana (FEI), instituto educacional sem fins lucrativos referência na área de robótica. As pesquisas, que visam desenvolver robôs que atuem de forma mais autônoma para facilitar a vida das pessoas, têm como destaque o projeto Raciocínio Espacial para Múltiplos Robôs, iniciado em 2012. O estudo já deu origem a sistemas inéditos, que permitem aos robôs identificar uns aos outros, transmitir informações de reconhecimento e localização de um objeto e interpretar ações.
No caso de um resgate, por exemplo, o robô que identificar o objeto (ou pessoa) a ser resgatado transmite ao agente (humano ou robô) mais próximo informações sobre ele e o local onde se encontra. O conhecimento decorrente da pesquisa poderá ser aplicado em diversas funções, como trabalho em linhas de montagem, sistemas de comunicação aérea, busca de pessoas, vigilância de fronteiras e monitoramento de grandes eventos. O grupo de estudos da FEI incluiu no sistema dois drones e um robô terrestre, além de um operador.
Agentes humanos
O coordenador do projeto, professor Paulo Eduardo Santos, mestre em ciência da computação, em lógica e inteligência artificial, explica que o projeto está em sua segunda fase, com toda infraestrutura montada e todos os softwares necessários ao trabalho já desenvolvidos na própria instituição. “Tudo vem sendo feito com a participação de alunos de graduação, mestrado e doutorado em inteligência artificial”, diz.
Santos revela que, a partir do projeto, foram criados dois sistemas: um algébrico, que permite aos robôs ter visão a partir de múltiplos pontos de vista (recebendo a informação captada por outro robô do mesmo sistema); e um lógico-probabilístico, que possibilita aos robôs localizar e identificar uns aos outros, além de interpretar todas as ações. “Nosso próximo passo é inserir agentes humanos no sistema, com comunicação por meio de mensagens curtas escritas em inglês. O objetivo é fazer com que os dois se comuniquem de forma natural, sem a necessidade de treinamento dos humanos para conseguir essa interação”, explica.
Comunicação natural
O professor, que já atuou como pesquisador associado do Departamento de Computação da Universidade de Leeds (Inglaterra) para o desenvolvimento de sistemas de visão cognitiva, tendo recebido o prêmio British Computer Science Machine Intelligence, em 2004, informa que essa comunicação mais natural também será possível com a inclusão de representação do ambiente em que o robô está operando. “Em vez de transmitir uma informação numérica de distância, a partir de três pontos, a comunicação passa a ser mais intuitiva e simples, por exemplo, ‘abaixo, à minha esquerda’. Dessa forma, todos os integrantes do grupo – robôs e humanos – serão capazes de compartilhar informações e realizar as tarefas necessárias com mais agilidade, pois o reconhecimento e localização dos objetos serão feitos de forma mais rápida.”
A utilização de robôs para múltiplos terrenos, de acordo com o professor, propicia uma visão bem mais ampla de tudo, pois cada um percebe a situação de um jeito. “Do alto, o drone tem uma visão global da cena, enquanto do chão, apesar de uma visão parcial, o robô conta com sensores a laser que ampliam o alcance das informações”, revela Santos, ressaltando que a comunicação entre os robôs é feita por wi-fi. O projeto, segundo ele, tem objetivo puramente científico e de formação de pessoal. “Não estamos pensando em termos comerciais, embora imagine que ele poderá despertar muito interesse empresarial”, complementa.
Made in UFMG
Projeto semelhante ao da FEI vem sendo desenvolvido na Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG) pelo professor de ciências da computação Luiz Filipe Vieira, que pretende criar “um verdadeiro enxame de drones se comunicando entre eles”, para monitorar e executar variadas tarefas. “Devido a numerosos avanços tecnológicos, os drones estão sendo usados hoje em diferentes aplicações. E tornam-se mais populares graças às melhorias no armazenamento de energia, com suas baterias de lítio, e de novos microprocessadores mais poderosos. Esses e outros fatores contribuíram para uma significativa redução de custos das aeronaves, ampliando ainda mais a adoção dessa tecnologia”, informa.
Segundo Vieira, os drones podem trabalhar em ações conjuntas, mas para isso ocorrer é preciso haver uma comunicação entre eles e com uma base de controle. O conjunto desses veículos, trocando informações entre si, forma uma rede aérea em que cada veículo pode funcionar como um sensor móvel. “Nosso projeto possibilita melhorias a várias aplicações de interesse da comunidade científica, já que as redes aéreas são capazes de prover uma melhor informação tridimensional para a amostragem de fatos ou fenômenos que não poderia ser realizada de outra maneira”, explica, acrescentando que a monitoração da qualidade do ar por meio do estudo de gases presentes em uma região, e obtida por sensores instalados em um drone, é uma das funcionalidades que vêm sendo testadas pelo projeto.
Operação policial
A troca de informações, de acordo com ele, pode ser realizada por meio de redes wi-fi, seja a conexão feita por um ponto de acesso ou via rede ad hoc, que não requer ponto de acesso. “O projeto pretende adotar drones quadrirrotores operando no modo autônomo, de forma que ele mesmo decida sua trajetória usando GPS embutido, sensores de altitude e de obstáculos”, diz. Como exemplo, ele cita o uso dos drones em uma ação policial. “Um dos veículos, ao identificar um marginal, pode monitorá-lo com câmeras especiais e enviar as informações para outras unidades da rede, que também passam a acompanhá-lo, a trocar informações e repassar os dados à polícia”, explica.