No laboratĆ³rio de robĆ³tica do Instituto PolitĆ©cnico de Worcester (WPI), eles estĆ£o realizando testes. pequenos drones baseados em ecolocalizaĆ§Ć£o Esses drones, semelhantes a morcegos, sĆ£o projetados para operar onde a visĆ£o falha: na escuridĆ£o, em fumaƧa densa ou em tempestades. Essas aeronaves do tamanho da palma da mĆ£o tĆŖm como objetivo... missƵes de busca e salvamento em cenĆ”rios que atualmente sĆ£o muito complicados para os modelos de negĆ³cios.
A equipe, liderada por Nitin Sanket, professor assistente de engenharia robĆ³tica na WPI, parte de uma realidade muito comum em situaƧƵes de emergĆŖncia: Desastres interrompem o fornecimento de energia. E muitas operaƧƵes acontecem Ć noite. Por isso, eles se inspiraram na natureza para criar plataformas que voam com "ouvidos" em vez de cĆ¢meras, reforƧadas com algoritmos de navegaĆ§Ć£o e controle de baixo consumo de energia.
Como funciona a ecolocalizaĆ§Ć£o nesses microdrones?
O protĆ³tipo utiliza um sensor ultrasĆ“nico Ć simples, semelhante ao das torneiras automĆ”ticas, emitindo pulsos e medindo o eco para inferir distĆ¢ncias e evitar colisƵes. Esse princĆpio, relacionado ao utilizado pelos morcegos, permite detectar obstĆ”culos transparentes ou com baixo contraste, situaĆ§Ć£o em que as cĆ¢meras nĆ£o seriam suficientes.
Em demonstraƧƵes de laboratĆ³rio, o drone foi lanƧado primeiro em luz ambiente e depois em condiƧƵes de baixa luminosidade. uma luz vermelha fracabem como nevoeiro e neve artificiais. Ao se aproximar de uma parede de plexiglass, o sistema freou e reverteu repetidamente, demonstrando que o eco acĆŗstico era suficiente para manobras seguras.
Um dos obstĆ”culos foi o ruĆdo da hĆ©liceque estava contaminando as leituras ultrassĆ“nicas. Para mitigar isso, os pesquisadores projetaram invĆ³lucros impressos em 3D que atenuam a interferĆŖncia e orientam o feixe acĆŗstico, melhorando a relaĆ§Ć£o sinal-ruĆdo em voo.
A equipe complementa o aspecto fĆsico com Inteligencia artificial Filtrar e classificar ecos em tempo real. Esses modelos ajudam a distinguir reflexƵes relevantes de ruĆdos e alarmes falsos, um fator crucial para quem deseja expandir para missƵes mais complexas sem aumentar o consumo de energia.
De protĆ³tipos a enxames autĆ“nomos
AlƩm do voo bƔsico, os pesquisadores buscam avanƧar de controle manual para implantaƧƵes cooperativas. A ideia Ʃ que vƔrios drones dividam o terreno, aprendam com o que os outros veem (ou ouvem) e tomem decisƵes locais sobre onde continuar a busca, com o humano atuando como um supervisor estratƩgico.
Nessa mesma linha, Ryan Williams, professor associado da Virginia Tech, trabalhou na programaĆ§Ć£o de drones que coordenam suas trajetĆ³rias com equipes de resgate. Seu grupo utilizou dados histĆ³ricos de milhares de casos de pessoas desaparecidas para modelar como alguĆ©m que se perde em uma floresta se move e, assim, priorizar as Ć”reas de busca mais provĆ”veis.
Com esses modelos, o sistema posiciona drones em Ć”reas de maior probabilidade e ajusta o padrĆ£o de busca com base em novas informaƧƵes. A combinaĆ§Ć£o de planejamento de rotas E os sensores "acĆŗsticos" abrem caminho para soluƧƵes que funcionam mesmo sem GPS confiĆ”vel ou visĆ£o desobstruĆda.
O objetivo final, admitem as equipes, Ć© que a autonomia deixe de ser meramente simbĆ³lica. Hoje, a implementaĆ§Ć£o de drones verdadeiramente autĆ“nomos Ć escasso em operaƧƵes de resgate; o desafio reside em demonstrar a seguranƧa, a robustez e a rastreabilidade das decisƵes para seu uso operacional.
AplicaƧƵes e Ć¢mbito operacional
Os Ćŗltimos anos tĆŖm fornecido exemplos de drones sendo usados āāem operaƧƵes de resgate: InundaƧƵes no PaquistĆ£oUm caso na CalifĆ³rnia apĆ³s dois dias seguindo uma cachoeira, ou a localizaĆ§Ć£o de uma rota segura para trĆŖs mineiros presos no CanadĆ”. Esses eram sistemas convencionais, mas a abordagem da WPI visa preencher as lacunas onde a visĆ£o falha e o cronometragem Ć© tudo.
Se essas tecnologias amadurecerem, serviƧos de emergĆŖncia em Europa e Espanha Elas podem ser Ćŗteis em cenĆ”rios que envolvam fumaƧa, poeira, neve ou interiores complexos, como edifĆcios industriais, tĆŗneis ou estruturas dilapidadas. A chave, enfatizam os pesquisadores, Ć© manter os custos baixos e a eficiĆŖncia energĆ©tica para permitir a implantaĆ§Ć£o simultĆ¢nea de muitas unidades.
Para facilitar a adoĆ§Ć£o, o protĆ³tipo WPI se baseia em componentes de qualidade para hobby e designs compactos que reduzem o custo total. Quanto mais acessĆvel for o hardware, mais fĆ”cil serĆ” incluir esses "morcegos" de silĆcio nos catĆ”logos de proteĆ§Ć£o civil.
O que ainda precisa ser resolvido
A natureza estabelece um padrĆ£o elevado. Um morcego Ć© capaz de discriminar ecos Ao selecionar o que ouve e detectar objetos tĆ£o finos quanto um fio de cabelo a vĆ”rios metros de distĆ¢ncia, os drones ainda estĆ£o longe dessa sensibilidade e seletividade, tanto em termos de hardware quanto de processamento.
O projeto WPI, que tem um bolsa da FundaĆ§Ć£o Nacional de CiĆŖnciaO progresso estĆ” sendo feito passo a passo: aprimorando as carcaƧas, refinando os filtros de sinal, otimizando o consumo de energia e fortalecendo a navegaĆ§Ć£o. Mesmo assim, desafios persistem, como o ruĆdo da propulsĆ£o, a energia disponĆvel em formatos tĆ£o pequenos e a validaĆ§Ć£o em ambientes reais com condiƧƵes variĆ”veis.
Em paralelo, o ecossistema acadĆŖmico estĆ” explorando como integrar aprendizagem de dados de busca reais e coordenar com equipes humanas em campo. A convergĆŖncia entre sensores acĆŗsticos e visĆ£o, sempre que possĆvel. e os modelos de movimento poderiam acelerar o salto da prova de conceito para a implementaĆ§Ć£o.
O quadro que esses avanƧos traƧam Ć© claro: microdrones com "orelhas"Baratos e eficientes, esses drones poderiam cobrir o turno da noite em operaƧƵes de busca e resgate e operar em enxames onde a visibilidade Ć© limitada. Ainda hĆ” trabalho tĆ©cnico e regulatĆ³rio a ser feito, mas o caminho delineado pela WPI e pela Virginia Tech abre uma forma realista de operar com seguranƧa na escuridĆ£o, na fumaƧa ou em tempestades.
