Controlar equipe de robôs poderá ficar mais seguro e barato

Publicado originalmente em: https://www2.eesc.usp.br/insac/controlar-equipe-de-robos-podera-ficar-mais-seguro-e-barato/

Drones autônomos podem ser utilizados na agricultura de precisão. Foto: Pixabay

Com o avanço da tecnologia, os robôs têm ganhado cada vez mais espaço na sociedade. Aplicações em segurança, transporte, agricultura, saúde e educação são algumas das frentes nas quais essas máquinas são capazes de atuar. No entanto, os desafios que elas enfrentam também se tornaram mais complexos com o passar dos anos, e um único robô não estava mais conseguindo atender a todo tipo de demanda. Isso movimentou o universo científico, fazendo com que os pesquisadores encontrassem meios para permitir que os robôs trabalhem em equipe (robótica cooperativa), buscando assegurar que as tarefas sejam cumpridas com sucesso. 

Porém, para controlar e monitorar diversos robôs ao mesmo tempo, são necessários sistemas inteligentes e robustos que diminuam os riscos de ocorrerem falhas que possam gerar algum acidente. A questão é que, além de serem caros, esses sistemas também são suscetíveis a problemas de comunicação, já que carregam um elevado número de dados e informações, podendo ficar sobrecarregados.  

Uma solução que promete contribuir para melhorar esse cenário é o algoritmo (sequência de comandos passada ao computador a fim de definir uma tarefa) desenvolvido por Kaio Rocha, doutorando do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica da Escola de Engenharia de São Carlos (EESC) da USP. “Esse novo algoritmo exige menor poder computacional em relação a outras técnicas encontradas na literatura da área. Com isso, processadores mais simples podem ser utilizados, reduzindo o custo de implantação”, revela o cientista. 

Robôs formam “times” para desempenhar tarefas mais complexas. Foto: Piqsels

Kaio explica que outra vantagem do seu algoritmo é que ele poderá reduzir as chances da comunicação entre robôs ser interrompida em uma eventual tarefa em conjunto: “Comparado com outras técnicas, nosso algoritmo requer menos tráfego de dados na rede, evitando sobrecargas, o que diminui as chances de ocorrência de atrasos de transmissão e perda de dados, ou ainda, de interrupção do sistema”, explica o pesquisador, que integra o Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia para Sistemas Autônomos Cooperativos (InSAC), sediado na EESC.  

A nova técnica computacional desenvolvida poderá ser eficaz, por exemplo, para controlar grupos de robôs que atuam no monitoramento de incêndios florestais; na comunicação entre  veículos autônomos no contexto das cidades inteligentes (smart cities), reduzindo os riscos de acidentes; no gerenciamento de drones que praticam tarefas relacionadas à agricultura de precisão ou à segurança, realizando possíveis escoltas nas cidades, entre outros cenários. 

Para testar seu algoritmo, Kaio está preparando um experimento com drones para que eles rastreiem um alvo terrestre móvel, que deverá ser um veículo autônomo. Durante a atividade prática, o pesquisador irá aproveitar para aplicar seu método em uma outra funcionalidade, que é a de manter os drones em “formação” enquanto monitoram o objeto no solo. A ideia é que os veículos aéreos atuem como se fossem um “bando de aves”, com movimentos totalmente sincronizados. Além de drones, a USP São Carlos conta atualmente com dois carros e um caminhão autônomo disponíveis para o desenvolvimento de pesquisas. 

Kaio desenvolveu um algoritmo que poderá baratear os sistemas de controles de robôs. Foto: Henrique Fontes/InSAC

Os resultados obtidos com o algoritmo de Kaio geraram o artigo científico Robust Distributed Consensus-Based Filtering for Uncertain Systems over Sensor Networks, que foi apresentado durante o congresso mundial da Federação Internacional de Controle Automático (IFAC), realizado entre os dias 11 e 17 de julho, de forma virtual. O artigo está concorrendo ao prêmio IFAC Young Author Award, destinado a estudantes de doutorado com menos de 30 anos de idade. 

Bolsista da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP), Kaio é orientado pelo professor Marco Henrique Terra, coordenador do InSAC e docente do Departamento de Engenharia Elétrica e de Computação (SEL) da EESC. A previsão é de que o aluno defenda seu doutorado no segundo semestre de 2021. 

Confira, abaixo, o vídeo da apresentação de Kaio no IFAC World Congress 2020.  https://www.youtube.com/embed/NEypCMtgTrU?feature=oembed

Texto: Henrique Fontes – Assessoria de Comunicação do InSAC

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