BahiaRT estreará em desafio de Drones patrocinado pela Petrobras
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BahiaRT estreará em desafio de Drones patrocinado pela Petrobras
O Núcleo de Arquitetura de Computadores e Sistemas Operacionais (ACSO), através de sua equipe de competições científicas Bahia Robotics Team (BahiaRT), participará de uma competição de drones autônomos. O desafio acontecerá de 11 a 15 de outubro durante o evento virtual Latin American Robotics Competition/Competição Brasileira de Robótica(LARC/CBR) 2021.
Os Veículos Aéreos Não Tripulados (VANTs), popularmente conhecidos como drones, vem sendo largamente utilizados em várias aplicações nas áreas de segurança pública e privada, cinema, entretenimento, esporte profissional, manutenção e inspeção de instalações, etc. Entretanto, a maioria das aplicações utiliza o drone controlado ou semi-autônomo. Nesta modalidade, o equipamento depende de um ser humano controlando e comandando suas ações.
Na fronteira do conhecimento da Inteligência Artificial e da Robótica, estão os drones autônomos. Estes equipamentos aéreos devem ser capazes de voar e executar missões sem nenhuma intervenção humana.
A equipe Unebiana irá participar pela primeira vez do desafio RoboCup Brazil Open Flying Robot Trial League. Esta é uma das provas da LARC/CBR 2021 que acontece desde o ano de 2019. Nesta prova, uma arena que reproduz o cenário de uma plataforma de petróleo apresentando diversos desafios que as equipes precisam vencer usando drones autônomos.
A arena utilizada na LARC/CBR 2019, primeiro ano do desafio de drones.
O Desafio e a Pandemia
Desde o princípio, este desafio é patrocinado pela Petrobras e concebido conjuntamente com os pesquisadores que integram a RoboCup Brasil. Com o início da pandemia da Covid-19, a LARC/CBR 2020 transformou-se provisoriamente num evento virtual. A arena originalmente concebida foi modelada num ambiente simulado, utilizando o Gazebo Simulator.
Em 2020, a arena precisou ser convertida para uma versão simulada.
Apesar da ausência do drone físico, os desafios de inteligência artificial e controle autônomo para os drones simulados permanecem e as equipes continuam disputando a prova no ambiente simulado. Em 2021, a arena simulada foi mantida, mas foi ampliada e novos pontos de dificuldade foram criados. Agora, os drones precisarão pousar em bases flutuantes que podem oscilar sua posição com a correnteza. Fatores de interferência externos, como vento, estarão presentes também.
Para 2021, a arena tornou-se maior e mais complexa envolvendo fatores como vento, correnteza e outros pontos de dificuldade.
A Uneb ingressa no mundo dos drones
O BahiaRT decidiu ingressar nesta modalidade pela primeira vez no ano de 2021 para validar resultados preliminares dos primeiros projetos realizados pelo ACSO utilizando VANTs. Nos primeiros experimentos científicos, o objetivo é utilizar o conhecimento desenvolvido durante 15 anos de pesquisa em sistemas multi-robôs em um ambiente com múltiplos drones. A proposta é mostrar que é possível transferir todo o conhecimento de cooperação e coordenação entre robôs jogadores de futebol para drones autônomos que atuam de forma cooperativa para solucionar problemas complexos.
Como preparativos para a estréia nesta modalidade, o BahiaRT vem trabalhando para vencer as missões da competição de 2020. A primeira prova exige que o drone possa mapear o ambiente identificando as plataformas de pouso existentes e depois faça um voo autônomo pousando em cada plataforma uma vez e retornando para a base ao final. Nos videos a seguir, é possível ver o desempenho do drone da equipe BahiaRT em três missões distintas.
(:youtube zVB2boT12H4 scale=1.2:)
O Primeiro desafio envolve mapeamento e voo autônomo entre plataformas de pouso e decolagem espalhadas na arena.
A segunda missão requer que o drone sobrevoe o oleoduto (já mapeado na primeira missão) buscando por sensores de falha. Sensores estão espalhados de forma aleatória na superfície da tubulação, e o drone precisa identificar aqueles que reportam uma possível falha. Os sensores indicam a situação de falha através de uma luz vermelha, enquanto a luz verde representa a situação de regularidade. O drone sobe e desce sobre o ponto onde há um sensor com falha para indicar a equipe de reparos onde precisará atuar.
(:youtube 4HHHDhvy_Rw scale=1.2:)
Na segunda missão o drone do BahiaRT identifica os sensores com falha, sinalizando para a equipe humana onde estão falhas elevando sua altitude no local da falha identificada.
Na terceira missão, o drone precisa sobrevoar as plataforma buscando aquelas que possuem instrumentos de medição do nível de gás metano. Ao localizar, os instrumentos devem ler o seu display digital para verificar se este nivel está entre 45 e 55%. Se estiver, o drone acende no painel uma luz verde e se não estiver, acende uma luz vermelha. No mesmo mostrador, há um segundo número que indica o nível de calibragem de ZERO do instrumento. Se este nível estiver entre -5% e 5%, o drone irá acender a luz verde e a vermelha se estiver fora desta faixa. Depois de verificar todos os instrumentos, o drone retorna para sua base.
(:youtube 28ocEpZ5Aao scale=1.2:)
A terceira missão é executada identificando se os níveis de gás metano e de calbragem do instrumento estão em confomidade. Leds verde e vermelho são usados para indicar a situação em cada instrumento.
Próximos Desafios
A equipe BahiaRT trabalha agora para adaptar as missões para a nova arena 2021 divulgada nesta semana. A equipe precisará ainda desenvolver a quarta missão que envolve o transporte de cargas entre as plataformas. Pesquisadores e estudantes do ACSO têm trabalhado duro para garantir uma estréia positiva neste novo desafio científico.