Cientistas criam sistema de tráfego aéreo para evitar desastres com drones

Pesquisadores da Universidade Carlos III de Madrid, na Espanha, trabalham em um projeto de pesquisa para criar novos procedimentos que melhorem o tráfego de drones. O LABYRINTH, como foi chamado, conta com participação de 13 organizações internacionais e tem como meta criar um sistema que permita o uso seguro desses robôs voadores.

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O uso de drones tem obtido crescimento exponencial em todo mundo, o que tem alertado autoridades em razão da falta de controle sobre o setor. Essas pequenas naves não tripuladas devem ser usadas, cada vez mais, para melhorar o transporte rodoviário, ferroviário, marítimo e aéreo. Como são autônomos e elétricos, eles são mais eficientes e sustentáveis do que o sistema de logística atual baseado em veículos movidos a combustão

O objetivo central da nova iniciativa é permitir um certo grau de automação na atividade dos drones, assim apenas um operador seria capaz de monitorar uma frota com até 10 deles. Para o coordenador do LABYRINTH, Luis E. Moreno, duas outras áreas da tecnologia são objetos do trabalho: a comunicação em redes 5G, para que os drones fiquem conectados o tempo todo, e um forte aparato de segurança digital para evitar interferências externas.

“A ideia é que o operador indique a missão a ser realizada (por exemplo, monitorar o tráfego em uma determinada área) e o sistema automaticamente converta essa missão em um conjunto de rotas que cada drone deve seguir, calculando automaticamente rotas alternativas quando necessário", explica Moreno.

Algoritmo de simulação

Se hoje a maior preocupação nos céus é com os aviões, em um futuro próximo será necessário se atentar para os drones. Os estudiosos do projeto desenvolveram uma estratégia para garantir o planejamento seguro de rotas e a prevenção de colisões do enxame de robôs alados.

De início, foi criado uma modelagem em 3D que simula um ambiente urbano, com áreas de decolagem e pouso. Em seguida, um algoritmo foi produzido do zero para se moldar sobre os obstáculos dessa “cidade em três dimensões” criada virtualmente. Com cálculos de rotas e desvio de obstáculos, foram implementadas outras métricas relevantes, como voos em diferentes altitudes, controle de distância e outras questões importantes da aviação civil.

Assim, nas simulações realizadas, foi possível transitar uma frota inteira de máquinas voadoras sem haver colisões ou falhas na rota. Mas é preciso ainda mais aprimoramento para transpor isso do ambiente virtual para o mundo real.

Os especialistas do projeto LABYRINTH desenvolvem essas tecnologias no âmbito do U-Space, um novo sistema europeu de gestão de tráfego aéreo de drones liderado pela iniciativa SESAR (Single European Sky ATM Research). Tudo está projetado para assegurar operações de máquinas relativamente pequenas, em alturas máximas de 120 metros, com segurança e eficiência no espaço aéreo da Europa.

Os controladores aéreos devem usar praticamente as mesmas estratégias dos aviões tradicionais, porém com adaptações para um volume infinitamente superior. O desafio está em conseguir manter o espaço aéreo compartilhado entre aeronaves tripuladas e não tripuladas, com base na criação de um sistema capaz de abarcar ambos.

Aplicabilidade dos drones

Os drones deverão ter uso em diferentes cenários cotidianos, como entrega e transporte de mercadorias, monitoramento de ambientes, acompanhamento de tráfego ou acesso a locais de difícil acesso em situações de emergência. Por enquanto, não houve grandes preocupações com a segurança desses voos, o que limita o seu potencial de uso — em certos locais públicos, é proibido usá-los.

Até o ano de 2035, são esperados 400 mil drones voando apenas na Europa, razão pela qual os estudiosos começam a se preocupar com esse cenário. Como fazer com que um enxame de máquinas voadoras sem inteligência própria não se choquem no ar ou coloquem em risco a vida de seres humanos? Se considerado o tamanho de megalópoles como São Paulo, Nova York ou Tóquio, dá para imaginar o caos se algo não for feito.

As aplicações previstas no âmbito do projeto LABYRINTH serão aplicáveis, de início, em vários ambientes na Espanha. Por exemplo: eles trabalham em parceria com a Direção-Geral de Trânsito para a usar drones na melhoria do transporte rodoviário, com análises como controle de velocidade, medição da distância entre veículos, identificação de placas e suporte em caso de sinistros.

Outra iniciativa do Instituto Nacional de Tecnologia Aeroespacial espanhol tem a intenção de usar drones em aeroportos para controlar acessos não autorizados, fiscalizar pistas e até ajudar a espantar pássaros e outras aves que atrapalham o tráfego aéreo.

No caso de gestão de emergências, como um incêndio durante um evento esportivo, o drone conseguiria identificar rotas de saída, pontos de atendimento médico ou áreas seguras para guiar as pessoas. Eles também ajudariam em operações de resgate, entrando em prédios com perigo de desabamento, locais de difícil acesso humano ou até em frestas e ambientes estreitos.

Fonte: LABYRINTH, UC3M