Pesquisador da EESC desenvolve robô aéreo para locais de difícil acesso na agricultura

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Nathália Nicola / Assessoria de Comunicação da EESC

Na Escola de Engenharia de São Carlos (EESC) da USP, o aluno de doutorado Rafael Coronel Bueno Sampaio desenvolveu um sistema inteligente que permite a um robô aéreo quadrirrotor executar manobras de maior complexidade, alcançando locais de difícil acesso, com menor consumo de energia (bateria). A tecnologia é voltada à agricultura de precisão, com foco em um gerenciamento mais detalhado do sistema de produção.

O projeto, pioneiro, faz parte do Aerial Robots Team (ART), do Laboratório de Robótica Móvel do Departamento de Engenharia Mecânica, e é orientado pelo professor Marcelo Becker.

Com as dimensões de uma bola de basquete, pesando apenas 1kg e constituído por fibra de carbono, o robô tem quatro hélices independentes e abriga um conjunto versátil de componentes formado por entradas USB, comunicação sem fio, GPS, bússola e câmera de alta definição. As características computacionais permitem que ele seja pilotado por controle remoto ou funcione de modo autônomo, o que implica um trabalho de programação no computador. Pelo controle remoto a aeronave alcança até 500 metros, podendo também ficar parada no ar.

O sistema desenvolvido é embarcado em uma plataforma quadrirrotora Pelican, da empresa alemã Ascending Technologies (AscTec). Considerada estado da arte, essa plataforma é utilizada nos maiores centros de pesquisa do mundo que trabalham na área, o que também facilita uma parceria com os pesquisadores do exterior, proporcionando intercâmbio de informações.

Para o professor orientador do projeto, o futuro de aplicações robóticas na área agrícola é promissor, especialmente no Brasil. “A cada dia está mais difícil de conseguir mão de obra qualificada no campo e, em propriedades de grande porte onde a agricultura de precisão deve dominar o cenário, o uso de sistemas robotizados para atividades de monitoramento, coleta de amostras, colheita, entre outras, deve crescer muito nas próximas décadas”. Ainda segundo o professor Becker, o emprego de robôs voadores, autônomos ou não, pode ser uma excelente fonte de coleta de dados e diagnóstico minimamente invasivo. “Muitas vezes, no campo, a detecção precoce de uma infestação pode permitir um controle e reduzir drasticamente os prejuízos para o agricultor”, acrescentou.

A pesquisa é financiada pela Fapesp e deve ser concluída no próximo ano.

Simulador de voo

Os testes de voo do robô são feitos através de um simulador comercial MSFS (sigla, em inglês, para Microsoft Flight Simulator) para ajudar no desenvolvimento de sistemas de controle de estabilidade de quadrirrotores. O ART é o único grupo de pesquisa no mundo a utilizar esse simulador para desenvolver modelos gráficos e dinâmicos para aeronaves Pelican.

Rafael explica que, pelo fato de o Pelican ser de custo elevado – chegando aproximadamente a R$ 24 mil –, a simulação evita danos nos equipamentos, economiza bateria e permite maior segurança nos ensaios, considerando que as hélices são afiadas. “Cada vez que você coloca o robô para voar você está debilitando-o. Por isso, é mais vantajoso fazer uma simulação e testar nesse sistema, pois você garante que o projeto não dê problema”, explicou.

A equipe desenvolveu uma plataforma em software denominada Flight Variables Management System (FVMS) que possibilita a integração da aeronave com o simulador, de modo que se possam acessar mais de duas mil informações distintas pertinentes ao voo. “Por exemplo, podem-se medir as velocidades e acelerações da aeronave e a altitude. Já em relação às variáveis de ambiente, é possível saber a direção do vento, a pressão atmosférica, a elevação do solo etc.”, explicou Rafael.

A vantagem da utilização desse software está no fato de que o engenheiro ou o desenvolvedor dispõe de uma ferramenta que alia a modelagem gráfica ao modelo matemático do quadrirrotor, o que torna os ensaios em simulação mais atrativos, com observação visual do comportamento da aeronave.

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