Pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), nos Estados Unidos, estão prestes a resolver um problema que intriga desenvolvedores de drones há anos: como controlar várias aeronaves ao mesmo tempo e mantê-las de forma simultânea em formação para identificar e desviar de objetos. Os testes foram feitos com robôs no solo carregando um material em conjunto.
A solução encontrada foi usar um algoritmo descentralizado, uma técnica que reduz a troca de dados entre cada veículo e tem a vantagem de funcionar mesmo se o controlador se desconectar do grupo.
Tecnologia faz com que drones mantenham formação mesmo sem controle central (Foto: Divulgação/QuadH2O)
O algoritmo descentralizado faz com que cada drone calcule individualmente sua rota, mapeando obstáculos e toda a área segura para voo ao seu redor. A versão centralizada, por outro lado, possui apenas um ponto de cálculo que, se for interrompido, acaba com a sinergia entre os robôs.
A vantagem do método não é limitada apenas por essa diferença. Com a técnica, cada veículo se preocupa apenas em mapear seus próprios arredores e transmite estes dados somente para seus vizinhos imediatos. Desta forma, nenhum drone individual tem o conjunto completo da área.
Ao receber as informações, o robô inclui os dados nos seus próprios cálculos e só os retransmite para outros drones se julgar que há necessidade. O resultado é que nenhum ponto da formação é mais importante que outros e o grupo continua voando mesmo que um ou mais veículos sejam abatidos.
Teste colocou robôs para trabalharem juntos carregando objeto (Foto: Divulgação/Javier Alonso-Mora)
Um dos pesquisadores envolvidos no projeto, Javier Alonso-Mora, ressalta a importância da troca de informações entre cada drone. “Em um algoritmo centralizado, um único ponto possui toda a informação para encontrar soluções. Já no descentralizado, cada robô possui dados parciais sobre o ambiente e os outros drones”, explica.
Em termos técnicos, a quantidade de cálculos que cada drone tem que realizar e de dados transmitidos é reduzida, aumentando sua eficiência. Os robôs também possuem noção de tempo e podem usar o histórico de mapas para identificar objetos em movimento e prever sua localização no futuro para evitá-los a tempo.
A técnica, entretanto, não é infalível. Uma das desvantagens é que é mais difícil fazer um plano de voo para vários drones, já que precisam ser programados individualmente. Ao mesmo tempo, os robôs sempre consideram todo o movimento como uniforme e são incapazes de calcular variações de velocidade.
Segundo Alonso-Mora, o ponto negativo é compensado pelo fato de que os aviões mapeiam os arredores várias vezes a cada segundo, o que daria tempo suficiente para identificar variações e desviar sem problemas.
O algoritmo do MIT ainda está em fase de testes e já foi usado com sucesso para coordenar o movimento de dois robôs no solo que precisavam carregar um objeto em conjunto. Os testes em drones no ar só foram feitos em simulações e, de acordo com os criadores, resultou nos mesmos planos de voo esperados para algoritmos centralizados.
Uma vez que o método esteja aperfeiçoado, a expectativa é que seja usado para coordenar grandes quantidades de aviões para monitoramento ou mapeamento de áreas. Outro uso estimado é para permitir que os robôs trabalhem em conjunto para realizar a mesma tarefa.
Confira no vídeo abaixo o teste feito com robôs em solo.
Tecnologia faz com que drones mantenham formação mesmo sem controle central (Foto: Divulgação/QuadH2O)
Teste colocou robôs para trabalharem juntos carregando objeto (Foto: Divulgação/Javier Alonso-Mora)