Imagine um mundo de drones de entrega aérea trazendo mercadorias à sua porta, pequenos táxis aéreos com menos de seis passageiros voando sobre as cidades, aviões supersônicos cruzando continentes e oceanos e aeronaves de caça de sexta geração patrulhando zonas de batalha – e tudo sem a intervenção ou mesmo supervisão de um piloto humano. Isso pode parecer um futuro distante, mas já está chegando graças aos sistemas de vôo autônomo que um dia podem tornar os pilotos um extra opcional. Recentemente, conversamos com a Professora Ella Atkins, diretora do Laboratório de Sistemas Aeroespaciais Autônomos (A2SYS) da U-M, e perguntamos a ela sobre essa tecnologia notável e suas implicações.
“Se você olhar para trás na história da aviação”, diz Aitkins, “costumava haver três pessoas na frente de uma grande aeronave de transporte comercial. Junto com o piloto e o co-piloto estava um engenheiro, que cuidava dos motores e outros sistemas de voo. Naquela época, havia aviões ficando sem combustível ou tendo sistemas mal gerenciados porque o engenheiro não estava prestando atenção ou cometeu um erro de cálculo. Agora, você quase nunca ouve falar disso porque os computadores lidam com esse tipo de problema muito bem.
“Depois vieram os instrumentos e rádios para ajudar a guiar as pessoas pelo céu. Nos anos 1920 ou 1930, as pessoas se perdiam com mau tempo ou à noite sem marcadores de terra claros, então vários auxílios à navegação foram colocados em prática, seguidos pelo tráfego aéreo ao controle.
“Junto com tudo isso veio a autonomia. Isso progrediu até o ponto em que o piloto supervisiona principalmente o software que controla o avião. Agora, vamos para a próxima etapa, em que o software faz o backup do piloto para garantir que as decisões sejam seguras, seja comercial, militar, hobby, aeronave gigante com várias centenas de pessoas ou minúscula aeronave não tripulada. Para fazer isso, estudamos vários tópicos diferentes no gerenciamento de voos de emergência, observando fluxos de dados de backup e entendendo se eles concordam e o que fazer quando eles não concordam. ”
O que é autonomia?
Essencialmente, uma máquina autônoma é aquela que pode, independentemente ou como parte de uma rede de dados, realizar tarefas sem supervisão humana ou intervenção em um grau ou outro. Mais do que isso, um sistema autônomo desenvolvido pode anular o humano.
“A noção de automação é que existe algum tipo de dado ou serviço sendo fornecido, mas o ser humano ainda está supervisionando, ainda está supervisionando ou gerenciando todas as diferentes funções de automação”, diz Atkins.
Existe uma escala móvel entre automação e autonomia. Em uma extremidade da escala, a máquina não tem voz sobre o que está acontecendo. No meio da escala, a máquina tem algum controle, mas é principalmente um conselheiro para o piloto. Em total autonomia, a máquina tem controle total e pode até mesmo anular as decisões do piloto – se houver um piloto envolvido.
O caso de autonomia
Mas por que aeronaves autônomas? De acordo com Atkins, a autonomia traz a promessa de tornar as viagens aéreas mais seguras e de expandir as capacidades das aeronaves, aumentando os sistemas de decisão a bordo para que possam tomar decisões racionais diante de eventos inesperados ou incomuns. Isso é feito usando modelos de computador selecionados e algoritmos para resolver os problemas complexos levantados por tal tarefa.
“O que fazemos no A2SyS Lab é uma variedade de projetos que contribuem para ajudar a próxima geração de veículos aéreos e espaciais a serem mais capazes e seguros por meio de mais autonomia.” diz Atikins. “Muita comunidade acha que a autonomia é perigosa e assustadora e que vai invadir nossa privacidade. Esse não é o meu objetivo.”
“Existem dois exemplos clássicos de por que queremos autonomia. Um é no transporte comercial. Precisamos de um avião para dizer “não”. Se um sequestrador tenta voar em um arranha-céu, nunca há uma desculpa para isso. A segunda é quando temos pequenos drones que voam além da linha de visão, mas geralmente são pilotados por pessoas muito inexperientes, precisamos que eles sejam capazes de voar com segurança. ”
As aplicações de autonomia no setor aeroespacial têm um potencial revolucionário. Além de tornar as viagens aéreas mais seguras, abriria o uso de drones a um grau inédito. Drones minúsculos podem ser usados para levantamentos, inspeções, segurança e outras tarefas. Os maiores podem entregar pacotes, suprimentos médicos necessários com urgência ou kits de ajuda humanitária. Alguns podem pairar em grandes altitudes por dias, semanas ou meses para tudo, desde reconhecimento militar até serviço de Internet improvisado. Tudo isso observando as normas de voo civil, evitando obstáculos e sendo capaz de operar com segurança nas proximidades de outras aeronaves e até mesmo usando rotas aéreas padrão.
A autonomia pode até mudar o transporte com pequenos helicópteros com propulsão elétrica se tornando o táxi urbano de amanhã, mas sem piloto. Mesmo um remoto pode ser redundante.
Imagine um mundo de drones de entrega aérea trazendo mercadorias à sua porta, pequenos táxis aéreos com menos de seis passageiros voando sobre as cidades, aviões supersônicos cruzando continentes e oceanos e aeronaves de caça de sexta geração patrulhando zonas de batalha – e tudo sem a intervenção ou mesmo supervisão de um piloto humano. Isso pode parecer um futuro distante, mas já está chegando graças aos sistemas de vôo autônomo que um dia podem tornar os pilotos um extra opcional. Recentemente, conversamos com a Professora Ella Atkins, diretora do Laboratório de Sistemas Aeroespaciais Autônomos (A2SYS) da U-M, e perguntamos a ela sobre essa tecnologia notável e suas implicações.
“Se você olhar para trás na história da aviação”, diz Aitkins, “costumava haver três pessoas na frente de uma grande aeronave de transporte comercial. Junto com o piloto e o co-piloto estava um engenheiro, que cuidava dos motores e outros sistemas de voo. Naquela época, havia aviões ficando sem combustível ou tendo sistemas mal gerenciados porque o engenheiro não estava prestando atenção ou cometeu um erro de cálculo. Agora, você quase nunca ouve falar disso porque os computadores lidam com esse tipo de problema muito bem.
“Depois vieram os instrumentos e rádios para ajudar a guiar as pessoas pelo céu. Nos anos 1920 ou 1930, as pessoas se perdiam com mau tempo ou à noite sem marcadores de terra claros, então vários auxílios à navegação foram colocados em prática, seguidos pelo tráfego aéreo ao controle.
“Junto com tudo isso veio a autonomia. Isso progrediu até o ponto em que o piloto supervisiona principalmente o software que controla o avião. Agora, vamos para a próxima etapa, em que o software faz o backup do piloto para garantir que as decisões sejam seguras, seja comercial, militar, hobby, aeronave gigante com várias centenas de pessoas ou minúscula aeronave não tripulada. Para fazer isso, estudamos vários tópicos diferentes no gerenciamento de voos de emergência, observando fluxos de dados de backup e entendendo se eles concordam e o que fazer quando eles não concordam. ”
O que é autonomia?
Essencialmente, uma máquina autônoma é aquela que pode, independentemente ou como parte de uma rede de dados, realizar tarefas sem supervisão humana ou intervenção em um grau ou outro. Mais do que isso, um sistema autônomo desenvolvido pode anular o humano.
“A noção de automação é que existe algum tipo de dado ou serviço sendo fornecido, mas o ser humano ainda está supervisionando, ainda está supervisionando ou gerenciando todas as diferentes funções de automação”, diz Atkins.
Existe uma escala móvel entre automação e autonomia. Em uma extremidade da escala, a máquina não tem voz sobre o que está acontecendo. No meio da escala, a máquina tem algum controle, mas é principalmente um conselheiro para o piloto. Em total autonomia, a máquina tem controle total e pode até mesmo anular as decisões do piloto – se houver um piloto envolvido.
O caso de autonomia
Mas por que aeronaves autônomas? De acordo com Atkins, a autonomia traz a promessa de tornar as viagens aéreas mais seguras e de expandir as capacidades das aeronaves, aumentando os sistemas de decisão a bordo para que possam tomar decisões racionais diante de eventos inesperados ou incomuns. Isso é feito usando modelos de computador selecionados e algoritmos para resolver os problemas complexos levantados por tal tarefa.
“O que fazemos no A2SyS Lab é uma variedade de projetos que contribuem para ajudar a próxima geração de veículos aéreos e espaciais a serem mais capazes e seguros por meio de mais autonomia.” diz Atikins. “Muito da comunidade acha que a autonomia é perigosa e assustadora e que vai invadir nossa privacidade. Esse não é o meu objetivo.”
“Existem dois exemplos clássicos de por que queremos autonomia. Um é no transporte comercial. Precisamos de um avião para dizer ‘não”. Se um sequestrador tenta voar em um arranha-céu, nunca há uma desculpa para isso. A segunda é quando temos pequenos drones que voam além da linha de visão, mas geralmente são pilotados por pessoas muito inexperientes, precisamos que eles sejam capazes de voar com segurança. ”
As aplicações de autonomia no setor aeroespacial têm um potencial revolucionário. Além de tornar as viagens aéreas mais seguras, abriria o uso de drones a um grau inédito. Drones minúsculos podem ser usados para levantamentos, inspeções, segurança e outras tarefas. Os maiores podem entregar pacotes, suprimentos médicos necessários com urgência ou kits de ajuda humanitária. Alguns podem pairar em grandes altitudes por dias, semanas ou meses para tudo, desde reconhecimento militar até serviço de Internet improvisado. Tudo isso observando as normas de voo civil, evitando obstáculos e sendo capaz de operar com segurança nas proximidades de outras aeronaves e até mesmo usando rotas aéreas padrão.
A autonomia pode até mudar o transporte com pequenos helicópteros com propulsão elétrica se tornando o táxi urbano de amanhã, mas sem piloto. Mesmo um remoto pode ser redundante.
Assim, como muitos outros avanços técnicos, o fator humano entra em jogo, assim como o fator de engenharia. De acordo com Atkins, não apenas o público precisará ser persuadido a aceitar os sistemas autônomos, mas os pilotos também precisarão entender melhor como esses sistemas funcionam. Mesmo os engenheiros aeroespaciais precisarão considerar as ciências da computação em projetos de aeronaves que integram a aerodinâmica clássica, elementos estruturais e de propulsão com os sistemas avançados de detecção, decisão e comunicação necessários para o vôo autônomo.
Qualquer que seja o futuro da autonomia aeroespacial, certamente será interessante.
Publicado em 12/12/2020 15h25
Artigo original: