Cientistas usam IA para criar drone que voa sozinho por ambientes desconhecidos

Cientistas usam IA para criar drone que voa sozinho por ambientes desconhecidos

Por Gustavo Minari | Editado por Douglas Ciriaco | 14 de Outubro de 2021 às 16h48
Reprodução/University of Zurich

Pesquisadores da Universidade de Zurique, na Suíça, desenvolveram um novo sistema autônomo de navegação que dá aos drones a capacidade de voar em ambientes desconhecidos e complexos em alta velocidade, sem a necessidade de ter um operador humano no controle.

Com essa abordagem, os quadrimotores conseguem encontrar o caminho correto sem utilizar um mapa previamente carregado no sistema. Um algoritmo de inteligência artificial (IA) possibilita uma navegação livre de colisões mesmo em locais com vários obstáculos hostis como prédios e árvores.

“Para dominar o voo ágil autônomo, você precisa entender o ambiente em uma fração de segundo para guiar o drone sem colisões. Isso é muito difícil tanto para humanos quanto para máquinas. Pilotos humanos podem atingir esse nível após anos de perseverança e treinamento, mas as máquinas ainda não conseguem”, explica o professor de robótica Davide Scaramuzza, autor principal do estudo.

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Alta velocidade

Os engenheiros treinaram um quadrimotor autônomo para voar por ambientes nunca vistos antes, como florestas, prédios e ruínas. Eles conseguiram manter uma velocidade constante de 40 km/h sem bater em árvores, paredes ou outros obstáculos que apareciam de surpresa pelo caminho.

O objetivo foi alcançado usando apenas câmeras de bordo e um sistema de computação instalado no drone. A rede neural aprendeu a voar observando um modelo de simulação, composto por um algoritmo que guiou um drone gerado por computador através de um ambiente virtual com vários obstáculos complexos.

“Em todos os momentos, o algoritmo tinha informações completas sobre o estado do quadrimotor com as leituras de seus sensores, podendo contar com tempo e capacidade computacional suficientes para sempre encontrar a melhor trajetória sem colidir com os obstáculos”, acrescenta Scaramuzza.

No mundo real

Como não precisam de uma réplica exata do mundo real, esses sistemas de inteligência artificial podem aproveitar os simuladores de alto desempenho para aprender habilidades de navegação complexas, que pilotos humanos treinados levariam anos para desenvolver, com muito mais rapidez.

Sistema de IA evita que o drone bata nas árvores (Imagem: Reprodução/University of Zurich)

Além dos drones, esse sistema de navegação por algoritmos também poderia ser utilizado para melhorar o desempenho de carros autônomos, ou treinar dispositivos de IA para operações em que a coleta de dados é difícil ou impossível, como no fundo do mar e até em outros planetas.

“Em uma próxima etapa queremos melhorar a experiência com o drone, desenvolvendo sensores mais rápidos que possam fornecer mais informações sobre o ambiente em menos tempo, permitindo que eles voem com segurança mesmo em velocidades acima dos 40 km/h”, encerra o professor Davide Scaramuzza.

Fonte: University of Zurich

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