Aeronaves – Quadricóptero?

Quadricóptero autônomo é um verdadeiro olho voador inteligente

Redação do Site Inovação Tecnológica - 09/02/2011

 

O quadricóptero foi projetado para operações de busca e salvamento. [Imagem: Meier et al./SPIE]

Helicóptero inteligente

Os quadricópteros vieram para ficar. Ao menos quando o assunto são os microveículos aéreos.

Este é o Pixhawk Cheetah, criado por três pesquisadores do Instituto Federal de Tecnologia da Suíça, e que parece ser a última palavra em veículos robotizados autônomos.

O pequeno helicóptero de quatro rotores tem 55 centímetros de diâmetro. Alimentado por baterias de polímero de lítio, ele pode voar por até 12 minutos. E, para lhe dar "inteligência", uma verdadeira central de processamento, com circuitos específicos para acelerar o processamento de imagens.

Quatro câmeras com armação flexível alimentam o computador de bordo com um fluxo contínuo de imagens, dando ao helicóptero a capacidade de avaliar e resolver não apenas seus problemas de navegação, mas também procurar por sobreviventes ou qualquer outro objeto para o qual ele tenha sido programado. E tudo sem nenhuma ajuda externa.

Robô aéreo de salvamento

O Cheetah foi projetado para operações de busca e salvamento.

Imagine um cenário típico de um edifício que desmoronou parcialmente, no interior do qual pode haver sobreviventes.

A tarefa mais importante em uma situação desta é delimitar a área de busca e orientar as equipes de resgate para o local correto. Os socorristas também precisam saber o estado interior do prédio para avaliar os danos, antecipar prováveis riscos e determinar a melhor estratégia de resgate.

Sempre se imaginou que robôs fossem a melhor alternativa para fazer essa varredura inicial, e vários deles já foram construídos com esses objetivos.

Mas Lorenz Meier, Friedrich Fraundorfer e Marc Pollefeys desta vez parecem ter pensado em tudo o que pode dar errado.

Missão autônoma

A comunicação sem fios, segundo os pesquisadores, não parece ser uma alternativa a toda prova: concreto e estruturas metálicas geram interferência e podem diminuir a área de ação do mini-helicóptero. Por isso ele deve ser autônomo.

Imagens transmitidas diretamente também podem chegar borradas devido à interferência - por isso o veículo deve ter seu próprio sistema de armazenamento de imagens, trazendo-as intactas para o operador após a varredura inicial.

Embora a comunicação sem fios esteja disponível no Cheetah, para ser usada se as condições forem boas, ele não depende dela.

Exemplo de informações detectadas pelo "olho voador inteligente", ao sobrevoar um amontado de papéis. [Imagem: Meier et al./SPIE]

Visão artificial

Mas, se o operador não está vendo as imagens e guiando o helicóptero, como ele poderá encontrar os sobreviventes? Através de um sofisticado sistema de visão artificial, capaz de identificar pessoas no meio dos escombros, e até textos, caso ele tenha sido programado para chegar em alguma área identificada.

O sistema de reconhecimento de padrões identifica partes específicas das imagens captadas pelas câmeras, comparando os elementos detectados com um banco de dados de padrões que o sistema está buscando - rostos de pessoas, por exemplo.

Mas por que depender unicamente de imagens quando se pode usar GPS, sensores e até sistemas de navegação a laser, como o LIDAR? A resposta dos pesquisadores é novamente a independência e a autonomia.

O sistema mantém um registro exato de quando uma imagem ou a medição é feita e registra o estado inercial do quadricóptero a cada momento. A fusão dos dados visuais e inerciais permite que o veículo sempre saiba sua posição, permitindo que ele identifique e evite potenciais obstáculos em seu caminho.

"Estamos nos concentrando agora em melhores algoritmos de visão para localização e desvio de obstáculos, usando sensores passivos, além de imagens de vídeo. Estamos confiantes de que este trabalho vai permitir a criação de microveículos autônomos com maior autonomia em ambientes de desastres," afirmam os pesquisadores.

Bibliografia:

The intelligent flying eye

Lorenz Meier, Friedrich Fraundorfer, Marc Pollefeys

SPIE

January 2011

Vol.: Published online

DOI: 10.1117/2.1201012.003392