Na última virada do ano, os habituais fogos de artifícios foram substituídos por 2 mil drones no céu de Xangai na China. Como pode ser visto no vídeo a seguir, os veículos aéreos subiram aos céus chineses para emular os fogos tradicionais além de formar frases, números e figuras humanas. Apesar do show não ter ocorrido efetivamente no dia da virada, o feito ainda é extraordinário. Afinal, a precisão que cada drone deve ter para formar a figura exata no céu é bem alta.
O voo cooperativo, no entanto, não se restringe ao entretenimento como na apresentação chinesa. De fato múltiplos veículos aéreos voando cooperativamente ao mesmo tempo possuem diversas vantagens e aplicações relevantes. Por exemplo, imagine que deseja-se obter dados ou fotografias aéreas de uma determinada região, seja para saber sobre o trânsito de uma cidade ou o nível de desmatamento de uma floresta. Neste caso, utilizar mais de um drone certamente permitirá a cobertura de uma área muito maior, e em menor tempo de voo, do que seria com apenas um veículo. Outra aplicação importante é a diferenciação de tarefas, afinal dificilmente um veículo poderá realizar mais de uma tarefa simultaneamente, enquanto uma frota pode dividir as diferentes tarefas entre seus indivíduos. Este tipo de funcionalidade pode ser bem relevante em missões de resgate, por exemplo. Tais aplicações somente são factíveis graças aos estudos voltados para o planejamento cooperativo.
O planejamento cooperativo nada mais é do que um conjunto de regras impostas em cada veículo para que ele possa ir para sua posição no desenho (ou formação) sem colidir com seus colegas. Além dessas regras, é importante que cada drone se comunique com seus vizinhos para que eles tenham uma noção melhor do caminho a ser percorrido. Por fim, para garantir que o planejamento siga conforme o desejado, sensores como acelerômetros, giroscópios e GPS fornecem informações sobre o próprio veículo. Esses dados podem ser de posição, velocidade ou inclinação do veículo e, com eles, o drone pode reajustar sua configuração caso ela esteja diferente do planejado.
Existem diversos tipos diferentes de regras para permitir que esse planejamento e controle sejam feitos de maneira correta. A principal abordagem dos estudos atuais é a chamada líder-seguidor. Neste método, um indivíduo da frota é designado como líder e os demais como seguidores. Dessa forma, o líder age como referência para os outros veículos, que buscarão manter uma distância específica do líder para formar o desenho correto. Já outras técnicas, como a baseada em comportamento (do inglês, behavior-based) aloca uma tarefa específica para cada veículo de modo que o planejamento da frota se torna uma combinação das diversas ações individuais. Esta abordagem é mais preferível para missões que exigem a diferenciação de tarefas. Por fim, outro método utilizado é o da energia potencial artificial. Neste caso, alocamos para cada ponto do espaço aéreo uma quantidade de energia artificial. Então, como em muitos casos da natureza, cada veículo buscará o ponto de menor energia e evitará os de valores maiores. Portanto, basta colocar a posição desejada no desenho como um ponto de baixa energia, e a posição do drone vizinho (ou de qualquer outro obstáculo) como de alta energia, evitando assim possíveis colisões. Cada método tem vantagens dependendo da aplicação, portanto é importante saber a finalidade do voo antes de determinar qual deve ser utilizada.
Estes são apenas algumas das várias técnicas utilizadas para criar aquele conjunto de regras que dirá para cada drone, para onde ele tem que ir em uma frota. Apresentações como as da China mostram o quão avançado este tipo de estudo já está. Mas ainda existe muito a se fazer para trazer as vantagens do voo cooperativo para aplicações reais. Afinal, o uso dessa tecnologia na magnitude que ela pode nos beneficiar ainda não é amplamente difundido. O futuro, no entanto, é bastante promissor.
Fontes:
https://olhardigital.com.br/noticia/china-faz-festa-de-virada-do-ano-com-2-mil-drones-assista/94911
https://www.bbc.com/news/world-asia-china-50979557
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