Embora existam muitas maneiras diferentes de detectar minas e explosivos, nenhuma delas é particularmente rápida ou fácil. Por razões óbvias, enviar um humano para um campo minado com um detector de metais não é a maneira mais segura de fazer as coisas. Então, em vez disso, as pessoas enviam tudo o que podem, desde máquinas que podem destruir campos minados com força bruta até ratos bem treinados que adotam uma abordagem mais passiva ao farejar produtos químicos explosivos.
Como a maioria das minas é acionada por pressão ou proximidade direta, um drone parece ser a maneira ideal de detectá-las de forma não explosiva. No entanto, a menos que você esteja detectando apenas sobre uma superfície perfeitamente plana (e talvez nem mesmo assim), seu detector não estará posicionado de maneira ideal na maioria das vezes e você poderá perder alguma coisa, o que não é uma opção viável para detecção de minas.
Mas agora uma nova combinação de um detector de metais e um drone com cinco graus de liberdade está em desenvolvimento no Laboratório de Sistemas Autônomos da ETH Zurich. Ele pode fornecer uma solução viável para a detecção remota de minas terrestres, usando detecção e localização cuidadosas, juntamente com alguns motores de torção para manter o detector próximo ao solo de forma confiável.
A parte realmente complicada de tudo isso é garantir que o detector de metais permaneça na orientação correta em relação à superfície do solo, para que não haja queda em sua eficácia. Com um drone convencional, isso não funcionaria, porque toda vez que o drone se move em qualquer direção, exceto para cima ou para baixo, ele precisa se inclinar, o que também inclinará tudo o que estiver preso a ele. A menos que você queira montar seu detector de metais em algum tipo de sistema gimbal (provavelmente complicado e pesado), você precisa de um drone que possa traduzir sua posição sem inclinar e, felizmente, esse drone não apenas existe, mas também está disponível comercialmente.
O drone usado nesta pesquisa é feito por uma empresa chamada Voliro, e é um tricóptero que usa naceles propulsoras rotativas que se movem independentemente do corpo do drone. Você pode não ficar chocado ao saber que Voliro (que, no passado, fez alguns robôs voadores realmente estranhos) é uma startup com suas raízes no Laboratório de Sistemas Autônomos da ETH Zurique, o mesmo lugar onde a pesquisa de drones detectores de minas é tomando lugar.
Então, agora que você tem um drone teoricamente capaz de fazer seu detector de metais funcionar, você precisa projetar o sistema de controle que o faça funcionar na prática. O sistema precisa ser capaz de pilotar o drone em uma superfície 3D que nunca viu antes e que pode incluir obstáculos. Enquanto isso, deve priorizar o alinhamento do detector. Os pesquisadores combinam GPS com medições inerciais de um lidar montado no drone para posição absoluta e estimativa de estado e, em seguida, plotam e executam de forma autônoma um “caminho de cobertura de bustrophedon” em uma área de interesse. “Boustrophedon”, que não é uma palavra que eu sabia que existia até este minuto, refere-se a algo (geralmente escrito) em que linhas alternadas são invertidas (e espelhadas). Então, da direita para a esquerda e depois da esquerda para a direita.
Testes com alvos metálicos (não explosivos) mostraram que esse sistema funciona muito bem, mesmo em áreas com obstáculos, oclusão aérea e desnível significativo. Se é útil em campo ou não, exigirá uma investigação mais aprofundada, mas como a plataforma em si é um hardware comercial pronto para uso, há um pouco mais de otimismo do que poderia haver.
Um trabalho de pesquisa, “Resilient Terrain Navigation with a 5 DOF Metal Detector Drone” de Patrick Pfreundschuh, Rik Bähnemann, Tim Kazik, Thomas Mantel, Roland Siegwart e Olov Andersson do Laboratório de Sistemas Autônomos da ETH Zurich, será apresentado em maio no ICRA 2023 em Londres.
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