Novo algoritmo permite que drones autônomos trabalhem juntos para transportar cargas pesadas e mutáveis

Cientistas da TU Delft, na Holanda, desenvolveram um novo algoritmo que permite que vários drones autônomos trabalhem juntos para controlar e transportar cargas pesadas, mesmo em condições de vento. Os drones são ideais para alcançar e manter infraestruturas de difícil acesso, como turbinas eólicas offshore. Com condições climáticas muitas vezes adversas, capacidade de carga útil limitada e contato imprevisível com o meio ambiente, é difícil para os drones atuais operarem com segurança e eficácia.

“Um único drone só pode transportar uma carga muito limitada”, explica Sihao Sun, pesquisador de robótica da TU Delft. “Isso torna difícil o uso de drones para tarefas como entrega de materiais de construção pesados ​​em áreas remotas, transporte de grandes quantidades de colheitas em regiões montanhosas ou assistência em missões de resgate”.

Para superar essas limitações, a equipe da TU Delft projetou um sistema onde vários drones são conectados a uma carga por meio de cabos, transportando assim cargas muito mais pesadas. Ao ajustar as suas posições em tempo real, os drones podem não só levantar e transportar o objeto pesado, mas também controlar a sua orientação, o que é crucial para uma colocação precisa em ambientes complexos. O estudo foi publicado em Robótica Científica.

Coordenação rápida

“O verdadeiro desafio é a coordenação”, diz Sun. “Quando os drones estão fisicamente conectados, eles têm que responder uns aos outros e a perturbações externas, como movimentos repentinos da carga em movimentos rápidos. Os algoritmos de controle tradicionais são simplesmente muito lentos e rígidos para isso.”

O novo algoritmo desenvolvido pela equipe é rápido, flexível e robusto. Ele se adapta às mudanças de carga útil e compensa forças externas sem exigir sensores na própria carga útil, o que é uma vantagem importante em cenários do mundo real.

Pista de obstáculos de basquete no laboratório

“Construímos nossos próprios quadrotores e os testamos em um ambiente de laboratório controlado”, diz Sun. “Usamos até quatro drones ao mesmo tempo, adicionamos obstáculos, simulamos o vento com um ventilador e até usamos uma carga móvel como uma bola de basquete para testar respostas dinâmicas.”

O sistema passou em todos os testes. E como os drones são autônomos, eles só precisam de um destino. Eles navegam de forma independente, ajustando-se aos obstáculos e perturbações ao longo do caminho. “Você apenas diz a eles para onde ir e eles descobrem o resto”, acrescenta Sun.

Preparando-se para aplicações do mundo real

Atualmente, o sistema utiliza câmeras externas de captura de movimento para testes internos e, portanto, ainda não é útil em ambientes externos. A equipe espera preparar a tecnologia para implantação no mundo real no futuro, com aplicações potenciais em busca e salvamento, agricultura e construção remota.