Corrida de drones: brasileiros são finalistas em competição de inteligência artificial nos EUA

Equipe da UFMG se classificou após vencer mais de 400 equipes do mundo e agora concorre a prêmio de US$1 milhão

Drones autônomos terão que realizar percursos no menor tempo possível em competição nos EUA. Foto: DRL/Divulgação

Um grupo de pesquisadores da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG) representará o Brasil na final da Artificial Intelligence Robotic Racing (AIRR), corrida inédita de drones autônomos que será realizada nos EUA a partir de julho. Depois de derrotar mais de 400 equipes de todo o mundo na fase classificatória da competição, o time mineiro está entre os nove finalistas do torneio, que irá pagar US$1 milhão ao primeiro colocado.

Os vencedores serão aqueles que programarem os drones para que eles completem os percursos no menor tempo possível, passando por uma sequência de “gates” – portais distribuídos em diversos pontos da arena onde as provas serão realizadas. “Representar o país nesta competição é motivo de muito orgulho e de grande responsabilidade. Somos o único time da América Latina classificado e iremos enfrentar desenvolvedores das melhores instituições de pesquisa em robótica do planeta”, diz Henrique Machado, aluno de mestrado da UFMG e bolsista do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia para Sistemas Autônomos Cooperativos (InSAC), sediado na USP, em São Carlos (SP).

Para chegar à final, os brasileiros passaram por uma etapa preliminar realizada virtualmente. Nesta fase, competidores de dezenas de países desenvolveram algoritmos para controlar a trajetória dos veículos aéreos não tripulados e testaram seus códigos em um simulador de drones criado pelo Massachusetts Institute of Technologies (MIT). O programa foi capaz de gerar no computador um ambiente semelhante ao que será encontrado na AIRR, e os nove algoritmos que obtiveram melhor desempenho foram selecionados por uma renomada banca de juízes da academia, governo e indústria, todos especialistas em sistemas autônomos e inteligência artificial.

Equipe da UFMG é a única da América Latina a participar da final da AIRR. Foto: XQuad/ Divulgação

Cada segundo de dedicação e esforço valeu a pena para que o time de Minas Gerais se classificasse para a final, mesmo que, para isso, algumas horas de lazer tivessem que ser comprometidas: “Passamos o carnaval inteiro programando”, revela Henrique. Agora, os brasileiros voltam suas atenções para o desafio presencial da competição, que foi dividida em cinco fases – elas estão previstas para ocorrer entre julho e novembro. Os finalistas não precisarão levar seus equipamentos até o local de prova, pois os organizadores irão disponibilizar uma robusta infraestrutura que contará com drones especialmente preparados para receber os algoritmos dos participantes. O estudante da UFMG estima que os códigos de sua equipe podem levar os veículos aéreos alcançarem até 120km/h.

“A corrida de drones é um esporte futurista e uma grande atração para os jovens desse milênio, bem como para alunos do ensino fundamental e médio com interesse em tecnologia”, afirma a organização do evento. A AIRR é promovida pela fabricante de produtos aeroespaciais Lockheed Martin em parceria com a Drone Racing League (DRL), liga profissional de corrida de drones pilotados por humanos que esse ano ocorrerá em agosto. Os vencedores das duas competições também se enfrentarão em uma grande disputa homem x máquina valendo U$$ 250 mil.

Batizada de XQuad, a equipe da UFMG é composta por pesquisadores de dois laboratórios da Universidade: o de Visão Computacional e Robótica (Verlab) e o de Sistemas de Computação e Robótica (CORO). Os integrantes do grupo estão em busca de apoio financeiro para arcar, principalmente, com despesas de passagens aéreas e hospedagem nos EUA. Para contribuir, basta acessar a campanha de crowdfunding na internet ou então entrar em contato pelo e-mail xquad.alpha@gmail.com. Veja, abaixo, o teaser oficial da AIRR.

Texto: Henrique Fontes – Assessoria de Comunicação do InSAC

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Pesquisa quer aumentar eficiência de caminhões autônomos

Caminhão autônomo está sendo utilizado em pesquisas da USP São Carlos. Foto: Paulo Arias

Suponha que você trabalha como caminhoneiro e está subindo a serra para realizar uma entrega de rotina. De repente, ao reduzir a velocidade, sente o veículo pular, comum quando trocamos a marcha no momento errado. Além de ser um instante de desconforto para o motorista, esse simples deslize pode gerar um maior consumo de combustível. Se você tiver um caminhão comum, prestar mais atenção ao dirigir pode ser o bastante para evitar esse tipo de incidente, mas e se o mesmo veículo possuísse câmbio automático e fosse autônomo? Será que ele conseguiria atuar de forma precisa? Se depender de uma pesquisa em andamento da Escola de Engenharia de São Carlos (EESC) da USP, esse cenário de incerteza não será mais problema.

Autor do trabalho e doutorando do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica da EESC, Lucas Barbosa explica que os freios e aceleradores de um caminhão sem motorista não “compreendem” a função dos câmbios automáticos, fator que dificulta o controle do veículo. Por isso que, por meio de técnicas matemáticas, o estudante está desenvolvendo um algoritmo para que os pedais do caminhão considerem a probabilidade de as marchas serem trocadas conforme sua velocidade aumenta ou diminui.

“Minha técnica ‘ensina’ aos freios e aceleradores como se comporta um câmbio automático. Com isso, além de o motorista ter uma viagem muito mais tranquila, o caminhão ainda economiza combustível, pois seu motor não será forçado de forma desnecessária”, diz o pesquisador. Até o momento, Lucas testou seu algoritmo em um caminhão autônomo real na área 2 do Campus da USP em São Carlos, percorrendo um pequeno trajeto. A expectativa é de que o estudo seja finalizado em até dois anos.

Lucas Barbosa pretende finalizar seu trabalho em dois anos. Foto: Henrique Fontes/InSAC

A pesquisa recebe a orientação do professor Marco Henrique Terra, coordenador do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia para Sistemas Autônomos Cooperativos (InSAC), sediado no Departamento de Engenharia Elétrica e de Computação (SEL) da EESC, onde ele é docente.

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Grupo de robôs poderá cumprir tarefas mesmo se comunicação entre eles falhar

João Roberto está desenvolvendo sua pesquisa na área de sistemas de controle. Foto: Henrique Fontes/InSAC

Um incêndio de grandes proporções toma conta de uma floresta próxima a uma área urbana. Por se tratar de uma local de difícil acesso, as autoridades de resgate acionam um grupo de drones autônomos para procurar possíveis vítimas no local, mas uma situação inesperada acontece: problemas na rede de comunicação impedem que os robôs aéreos conversem entre si, fazendo com que eles não cumpram o que foi programado. Apesar de o apreensivo cenário retratado ser hipotético, ele não é impossível de ocorrer, segundo os estudiosos da área de robótica coletiva. Por isso, uma pesquisa em andamento na Escola de Engenharia de São Carlos (EESC) da USP pretende contribuir para que missões como essa sejam realizadas com sucesso pelas máquinas.

O estudo é de João Roberto Benevides, doutorando do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica da EESC. Segundo o pesquisador, quando há troca de informações entre um grupo de robôs, sejam eles aéreos ou terrestres, a rede de comunicação que os alimenta é passível de falhas, podendo gerar problemas como atrasos na transmissão de dados ou até mesmo quebra de sinal.

“Muitas vezes não consideramos a comunicação como um elemento que possa nos trazer prejuízo, mas sabemos que falhas irão acontecer. No entanto, para criarmos alternativas que auxiliem os robôs a lidarem com essas situações, precisamos entender como eles se comportariam em um cenário de adversidade”, explica o estudante, que recebe orientação do professor Marco Henrique Terra, coordenador do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia para Sistemas Autônomos Cooperativos (InSAC), sediado no Departamento de Engenharia Elétrica e de Computação (SEL) da EESC.

No trabalho, a ideia é desenvolver técnicas de controle capazes de preparar seis quadricópteros autônomos – um tipo de veículo aéreo não tripulado – para completar tarefas mesmo em caso de problemas nos serviços de comunicação. Durante as próximas fases da pesquisa, João Roberto fará novos testes em laboratório e em áreas externas a fim de validar os métodos propostos. A expectativa é de que os resultados sirvam de alicerce para que drones realizem missões nos mais diversos campos, como agricultura de precisão, entregas remotas, segurança, entre outros. Além do InSAC, o trabalho recebe o financiamento da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP). Confira no vídeo abaixo uma demonstração dos testes que estão sendo realizados na USP.

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Palestra aborda os desafios do uso de drones no interior de florestas

Apesar de já estarem presentes em diversos segmentos da sociedade, os drones autônomos ainda possuem algumas aplicações inexploradas, como sua contribuição no combate a incêndios ou então em buscas por sobreviventes de desastres aéreos no interior de florestas, que são locais de difícil acesso. O elevado número de árvores e a frequente instabilidade do sinal de GPS nesse tipo de ambiente são fatores que dificultam a atuação dos veículos aéreos não tripulados, obrigando os cientistas a prepará-los para “driblar” esses obstáculos.

Para debater sobre os desafios dessa tarefa e possíveis soluções para o problema, o pesquisador Guilherme Pereira, do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia para Sistemas Autônomos Cooperativos (InSAC), ministrará, no dia 9 de maio, uma palestra no Departamento de Engenharia Elétrica e de Computação (SEL) da Escola de Engenharia de São Carlos (EESC) da USP. Aberto a todos os interessados, o bate-papo é gratuito e ocorrerá no Anfiteatro Armando Toshio Natsume do SEL, a partir das 13h50.

Sobre o palestrante: Guilherme Pereira é doutor em Ciência da Computação pela Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG), onde atualmente é professor associado do Departamento de Engenharia Elétrica da Instituição. Ele também trabalha como professor associado no Departamento de Engenharia Mecânica e Aeroespacial da West Virginia University (WVU), nos EUA. Ainda na UFMG, o docente foi um dos fundadores do Grupo de Pesquisa e Desenvolvimento de Veículos Autônomos (PDVA) e coordenou o Laboratório de Sistemas de Computação e Robótica. Suas pesquisas são focadas no planejamento de movimento e localização de robôs móveis individuais ou em grupo.

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Unicamp recebe minicurso sobre técnicas de controle em dirigíveis

Professor José Azinheira ministra curso sobre técnicas de controle em dirigíveis. Foto: Samuel Bueno

Ensinar técnicas que possam descrever o comportamento e controlar as ações de dirigíveis em determinado cenário. Esse foi o objetivo do minicurso oferecido na Faculdade de Engenharia Mecânica (FEM) da Unicamp pelo professor José Raul Azinheira do Instituto Superior Técnico de Lisboa (IST), nos últimos dias 2 e 3 de outubro.

Participaram do curso pós-graduandos e pesquisadores da Unicamp, da Universidade Federal do Amazonas (UFAM) e do Centro de Tecnologia da Informação Renato Archer (CTI). Eles aprenderam tópicos importantes sobre as seguintes áreas: modelagem dinâmica e simulação de dirigíveis, Controle INDI (Incremental Nonlinear Dynamic Inversion) e Controle IBKS (Incremental Backstepping). “Conseguimos estabelecer um diálogo com os alunos de forma a integrar as noções expostas nas experiências dos participantes”, conta José Azinheira.

Segundo Samuel Bueno, pesquisador do CTI, as técnicas apresentadas no minicurso permitem realizar estudos desde o dimensionamento de atuadores da aeronave até estratégias de controle e navegação. O especialista explica que as ferramentas de controle INDI e IBKS são recentes e foram desenvolvidas na Delft University of Technology, na Holanda, sendo aplicadas em sistemas aeronáuticos.

Modelagem dinâmica e controle de dirigíveis são os temas que caracterizam a colaboração científica existente entre diversos pesquisadores desde a década de 90 e que prossegue durante o GT2, projeto que visa o desenvolvimento de plataformas mais leves que o ar para sensoriamento, comunicação e sistemas de informação aplicados à região Amazônica. Este projeto está sendo realizado no âmbito do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia para Sistemas Autônomos Cooperativos (InSAC).

O grupo de pesquisa do professor José Azinheira vem trabalhando há anos com essas técnicas para controle de aeronaves com asas e multirotores. No caso do GT2, os estudos se concentram no controle de dirigíveis robóticos e são realizados em cooperação com os cientistas brasileiros.

 

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As tartarugas que abriram as portas para a robótica

 

Conheça o caminho trilhado pelos robôs móveis ao longo da história e como eles se tornaram as ferramentas indispensáveis dos dias de hoje

 

Willian Gray Walter com sua esposa e as “tartarugas robóticas”. Foto: Owen Holland

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Pesquisa propõe escolta de robôs para guiar pessoas e animais

 

 

Técnica permite traçar o caminho mais rápido durante percursos realizados em ambientes parcialmente conhecidos

 

Robôs formam uma “cerca virtual” ao redor dos animais para guiá-los até o destino final. Foto: Alexander Jahn

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[Vídeo] Olimpíada Brasileira de Robótica 2017 – etapa regional São Carlos

Veja como foi a etapa regional da Olimpíada Brasileira de Robótica (OBR) 2017, realizada nos dias 10 e 11 de junho, em São Carlos (SP). Confira a reportagem em texto aqui.

                                                     

 

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