Conheça as incríveis máquinas voadoras do futuro

Quando você ouve a palavra "drone", provavelmente pensa em algo muito útil ou muito assustador. Mas será que eles podem ter valor estético? O especialista em sistemas autônomos Raffaello D'Andrea desenvolve máquinas voadoras, e seus últimos projetos estão superando os limites do voo autônomo: desde uma asa que consegue flutuar e recuperar-se de interferências até uma nave com oito propulsores que é ambivalente à orientação ... ou um enxame de minúsculos quadricópteros coordenados. Prepare-se para se deslumbrar com um conjunto de máquinas voadoras circulando como num sonho, enquanto elas dançam como vaga-lumes sobre o palco do TED.

O que começou como
uma plataforma para amadores

está prestes a se tornar
uma indústria de vários bilhões.

Inspeção, monitoramento ambiental,
filme e fotografia e jornalismo:

essas são algumas das potenciais
aplicações de drones comerciais,

e seus aliados são as potencialidades
sendo desenvolvidas

em centros de pesquisa pelo mundo.

Por exemplo, antes da entrega
de pacotes por via aérea

entrar em nossa consciência social,

uma frota autônoma de máquinas voadoras
construiu uma torre de seis metros,

composta por 1,5 mil tijolos,

na frente de uma plateia
em um FRAC Centre na França,

e, há vários anos, eles começaram
a voar com cordas.

Amarrando as máquinas voadoras,

elas alcançam altas velocidades
e acelerações em espaços apertados.

Também podem construir
estruturas tensionáveis autonomamente.

Aprenderam como transportar cargas,
como lidar com interferências,

e, em geral, como interagir
com o mundo físico.

Hoje, vamos mostrar alguns projetos
nos quais estamos trabalhando.

O objetivo é expandir os limites
do que pode ser feito

com voo autônomo.

Para que um sistema
funcione autonomamente,

precisa conhecer a posição de todos
os seus objetos móveis no espaço.

Lá no nosso laboratório na ETH Zurich,

normalmente usamos câmeras
externas para localizar objetos,

o que nos permite concentrar esforços

no ágil desenvolvimento
de tarefas altamente dinâmicas.

Para as demonstrações de hoje, porém,

usaremos uma nova tecnologia
de localização da Verity Studios,

uma subsidiária de nosso laboratório.

Não há câmeras externas.

Cada máquina usa sensores embutidos
para determinar sua posição no espaço

e computação de bordo para determinar
quais devem ser suas ações.

Os únicos comandos externos
são os de alto nível

como "decolar" e "aterrissar".

Este é chamado de "tail-sitter".

É uma aeronave que tenta fazer de tudo.

Como outras aeronaves de asas fixas,
é eficiente no voo adiante,

muito mais do que helicópteros
e suas variações.

Porém, diferente de outras
aeronaves de asas fixas

é capaz de ficar suspenso,
o que traz enormes vantagens

para decolagem, aterrissagem
e versatilidade em geral.

Infelizmente, nada vem de graça.

Uma das limitações com tail-sitters

é que são suscetíveis
a perturbações como ventos.

Estamos desenvolvendo novas
arquiteturas de controle e algoritmos

que abordam essa limitação.

A ideia é que a nave se recupere

independente do estado em que se encontra,

e através da prática, melhore
seu desempenho com o tempo.

(Aplausos)

Certo.

Quando fazemos pesquisa,
normalmente nos perguntamos

questões fundamentalmente abstratas
que tentam chegar ao centro do assunto.

Por exemplo, uma pergunta do tipo:

qual é o número mínimo de partes móveis
necessárias para voo controlado?

Bem, há razões práticas para querer
saber a resposta dessa pergunta.

Helicópteros, por exemplo,

são carinhosamente conhecidos
como máquinas das mil partes móveis,

todas conspirando para causar dano físico.

Acontece que, há décadas,

pilotos habilidosos conseguiam
controlar naves remotamente

que só tinham duas partes móveis:

um propulsor e um leme de cauda.

Nós descobrimos recentemente
que é possível fazer somente com uma.

Esse é o "monospinner", a máquina voadora
mais simples de controlar do mundo,

inventada há poucos meses.

Só tem uma parte móvel, um propulsor.

Não tem flaps, articulações, ailerons,

outros atuadores, superfícies de controle,

somente um propulsor simples.

Apesar de ser mecanicamente simples,

seu pequeno cérebro
eletrônico faz muita coisa

para permiti-lo voar de modo estável
e mover-se a qualquer lugar que queira.

Mesmo assim, ainda não tem os algoritmos
sofisticados do tail-sitter,

o que significa que, para fazê-lo voar,
tenho que arremessá-lo corretamente.

E como a probabilidade de eu arremessá-lo
corretamente é muito baixa,

já que estão todos assistindo,

vamos, na verdade, mostrar
um vídeo que gravamos ontem.

(Risos)

(Aplausos)

Se o monospinner
é um exercício de frugalidade,

essa máquina aqui, o omnicóptero,
com seus oito propulsores,

é um exercício de excesso.

O que pode fazer com todo o excedente?

Importante notar
que é altamente simétrico.

Portanto é ambivalente à orientação.

Isso lhe confere uma
extraordinária capacidade.

Pode ir a qualquer lugar
que queira no espaço

independente do lado que está virado

e até mesmo de como está girando.

Tem suas próprias complexidades,
principalmente no que diz respeito

com os fluxos interativos
de seus oito propulsores.

Alguns deles podem ser modelados,
e outros podem ser aprendidos na hora.

Vejamos.

(Aplausos)

Se as máquinas voadoras
vão fazer parte de nossa rotina,

elas precisam ser extremamente
seguras e confiáveis.

Esta máquina aqui

é, na verdade, duas máquinas
de dois propulsores cada.

Esta quer girar no sentido horário.

Esta outra quer girar
no sentido anti-horário.

Quando as juntamos, funcionam como
um quadricóptero de alto desempenho.

Porém, se algo der errado;

um motor falhar, um propulsor falhar,
eletrônica, mesmo um conjunto de baterias;

a máquina ainda consegue voar,
mesmo que de modo limitado.

Vamos demonstrar agora
desabilitando uma de suas metades.

(Aplausos)

Essa última demonstração
é uma exploração de enxames sintéticos.

O grande número de entidades
autônomas coordenadas

oferece uma nova gama
de expressões estéticas.

Pegamos microquadricópteros
disponíveis comercialmente,

cada um pesando menos
que uma fatia de pão, aliás,

e os equipamos com nossa
tecnologia de localização

e algoritmos customizados.

Como cada unidade sabe onde está no espaço

e é autocontrolada,

não há qualquer limite para a quantidade.

(Aplausos)

(Aplausos)

(Aplausos)

(Vivas)

Espero que essas demonstrações
tenham motivado vocês a sonhar

com novos papéis revolucionários
para máquinas voadoras.

Aquela ali ultrassegura, por exemplo,

aspira ser um abajur voador na Broadway.

(Risos)

A realidade é que é difícil prever
o impacto da tecnologia emergente.

E, para pessoas como nós,

a verdadeira recompensa
é a jornada e o ato da criação.

É um lembrete constante

de como o universo em que vivemos
é tão maravilhoso e mágico,

que ele permite que criaturas
criativas e espertas

o moldem de maneiras espetaculares.

O fato de que essa tecnologia

tem tanto potencial comercial e econômico

é só a cereja do bolo.

Obrigado

(Aplausos)