Tese da Engenharia Elétrica estabelece tarefas para ‘robôs aéreos’

A robótica cooperativa é a interação coordenada de robôs, com o objetivo de executar uma tarefa preestabelecida. Essa tecnologia, usada em linhas de produção de empresas, no mapeamento de terrenos e até no resgate de pessoas, é o tema da tese de doutorado Estratégias de guiagem e cooperação de robôs aéreos sujeitos a restrições nas entradas e/ou nos estados, defendida pelo pesquisador Tales Argolo no Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica da Escola de Engenharia da UFMG.

Em seu estudo, o pesquisador propõe duas estratégias para a realização de tarefas que serão executadas por um grupo de veículos aéreos não tripulados (VANTs), já muito usados para mapear terrenos.

“Em uma área de difícil acesso para pessoas, os VANTs podem sobrevoar e coletar imagens do local. É assim que pode ser realizado o mapeamento geográfico de regiões e o monitoramento de áreas ambientais. No caso de acidentes ou tragédias de grandes proporções, eles podem filmar determinada área em busca de sobreviventes”, exemplifica.

Tales Argolo desenvolveu as equações de comando (chamadas leis de controle) que ditam o comportamento coordenado dos VANTs em duas tarefas específicas. A primeira consiste em pôr os aviões para sobrevoarem e mapearem uma região específica. Esse deslocamento se daria com um avião ao lado do outro, em linha reta. A segunda tarefa consiste em dispor os aviões para voarem de forma circular, em altitudes diferentes. Nas duas, os cálculos desenvolvidos pelo pesquisador permitem que os VANTs se comportem da maneira previsível, atingindo configuração com velocidades e altitudes predefinidas.

“Propus estratégias para coordenar os robôs na execução dessas duas tarefas de voo. Para isso, elaborei os cálculos matemáticos que, de certa forma, guiarão os robôs, determinando o modo como eles controlarão sua velocidade, altitude e orientação no espaço. Para projetar as estratégias de cooperação propostas na tese, tive que levar em consideração as equações que descrevem o comportamento dos robôs“, explica.

Eficiência para comunicar
Além das equações, o pesquisador definiu o modelo de comunicação que será utilizado pelos robôs. Durante a execução de tarefa de mapeamento fotográfico de um terreno, por exemplo, os VANTs se comportam de forma independente. Por isso, Tales propõe uma comunicação descentralizada entre os robôs. Assim, se algum avião apresentar falhas durante o trajeto, os outros podem continuar trabalhando. Esse modelo evita que alguma falha comprometa a execução da tarefa como um todo.

“Esse modelo se assemelha à comunicação de um grupo de pássaros que voa em bando”, compara Argolo. “Assim como os pássaros, um robô não se comunica com todos os outros, apenas com os que estão próximos a ele. Se você tem um time de 20 robôs e cada um se comunica com outros três, por exemplo, é menos custoso estabelecer links entre eles. Além de reduzir custos no processo, isso evita atrasos de comunicação entre os VANTs”, aponta.

Os VANTs da tese de Tales estão sendo desenvolvidos no Departamento de Engenharia Mecânica da UFMG e integram parceria com a Universidade Federal do Amazonas. Para Argolo, a robótica tem grande potencial de aplicação e o uso de veículos aéreos não tripulados é uma das vertentes mais promissoras. “Há tarefas que não podem ser realizadas por pessoas. Como um robô funciona com certo grau de autonomia, geralmente sob o controle de um computador, a utilização desses dispositivos mecânicos para o cumprimento de determinadas tarefas amplia bastante as possibilidades de trabalho do ser humano”, conclui.

Tese: Estratégias de guiagem e cooperação de robôs aéreos sujeitos a restrições nas entradas e/ou nos estados
Autor: Tales Argolo Jesus
Orientador: Luciano Cunha de Araújo Pimenta
Defendida em abril de 2013 junto ao Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica da Escola de Engenharia da UFMG

(Luana Macieira)