Pela primeira vez, um quadrotor voador auta´nomo superou dois pilotos humanos em uma corrida de drones. O sucesso ébaseado em um novo algoritmo desenvolvido por pesquisadores da Universidade de Zurique. Ele calcula trajeta³rias otimizadas no tempo que consideram totalmente as limitações dos drones.

Para serem aºteis, os drones precisam ser rápidos. Por causa de sua duração limitada de bateria, eles devem completar qualquer tarefa que tenham - procurar sobreviventes em um local de desastre, inspecionar um prédio, entregar carga - no menor tempo possí­vel. E eles podem ter que fazer isso passando por uma sanãrie de pontos de referaªncia como janelas, salas ou locais específicos para inspecionar, adotando a melhor trajeta³ria e a aceleração ou desaceleração certa em cada segmento.

Os melhores pilotos de drones humanos são muito bons nisso e atéagora sempre superaram os sistemas auta´nomos em corridas de drones. Agora, um grupo de pesquisa da Universidade de Zurique (UZH) criou um algoritmo que pode encontrar a trajeta³ria mais rápida para guiar um quadrotor - um drone com quatro hanãlices - atravanãs de uma sanãrie de waypoints em um circuito. "Nosso drone bateu a volta mais rápida de dois pilotos humanos de classe mundial em uma pista de corrida experimental", disse Davide Scaramuzza, que chefia o Grupo de Roba³tica e Percepção da UZH e o Rescue Robotics Grand Challenge da NCCR Robotics, que financiou a pesquisa.

“A novidade do algoritmo éque ele éo primeiro a gerar trajeta³rias otimizadas no tempo que consideram plenamente as limitações dos drones”, diz Scaramuzza. Trabalhos anteriores baseavam-se em simplificações do sistema quadrotor ou da descrição da trajeta³ria de voo e, portanto, eram abaixo do ideal. "A ideia principal anã, em vez de atribuir seções da trajeta³ria de voo a waypoints específicos, que nosso algoritmo apenas diga ao drone para passar por todos os waypoints, mas não como ou quando fazer isso", acrescenta Philipp Foehn, Ph.D. aluno e primeiro autor do artigo.

Os pesquisadores tinham o algoritmo e dois pilotos humanos voam no mesmo quadrotor em um circuito de corrida. Eles empregaram ca¢meras externas para capturar com precisão o movimento dos drones e - no caso do drone auta´nomo - para fornecer informações em tempo real ao algoritmo sobre onde o drone estava a qualquer momento. Para garantir uma comparação justa, os pilotos humanos tiveram a oportunidade de treinar no circuito antes da corrida. Mas o algoritmo venceu: todas as voltas foram mais rápidas que as humanas e o desempenho foi mais consistente. Isso não ésurpreendente, porque uma vez que o algoritmo encontrou a melhor trajeta³ria, ele pode reproduzi-la fielmente muitas vezes, ao contra¡rio dos pilotos humanos.

Antes das aplicações comerciais , o algoritmo precisara¡ se tornar menos exigente computacionalmente, pois agora leva atéuma hora para que o computador calcule a trajeta³ria ideal para o drone. Além disso, no momento, o drone depende de ca¢meras externas para calcular onde estava a qualquer momento. Em trabalhos futuros, os cientistas querem usar ca¢meras a bordo. Mas a demonstração de que um drone auta´nomo pode, em princa­pio, voar mais rápido do que pilotos humanos épromissora. “Esse algoritmo pode ter grandes aplicações na entrega de pacotes com drones, inspeção, busca e resgate e muito mais”, diz Scaramuzza.