As operações de busca e salvamento são procedimentos comuns e necessários em diversas situações, como nos acidentes em alto-mar, principalmente quando um número elevado de vítimas é envolvido, velocidade e precisão na busca tornam-se fatores decisivos para salvar vidas. Hoje, nessas operações são utilizados aviões tripulados, e o piloto encarrega-se da responsabilidade pelo controle do veículo. No entanto, esse modelo oferece algumas desvantagens, e desenvolver um projeto que pudesse aperfeiçoá-lo foi a proposta do estudo realizado pelo pesquisador Áquila Chaves, no Departamento de Computação e Sistemas Digitais da Poli/USP.

Segundo Chaves, um dos problemas de voos tripulados em procedimentos de busca são as próprias limitações humanas. “Alguns modelos de Vants possuem autonomia de voo de até 30 horas consecutivas, o que seria difícil de obter com um avião tripulado, devido à necessidade de descanso dos pilotos”, explica o pesquisador. Outro empecilho é a questão do combustível. “Em aviões comuns, a cabine para o piloto, os assentos, os equipamentos de pilotagem e segurança, tudo aumenta o peso do veículo. Assim, torna-se necessário reabastecer com maior frequência, o que desperdiça tempo”.

Os vants, portanto, seriam uma alternativa eficiente aos aviões comuns neste caso. Um Veículo Aéreo Não Tripulado, como o próprio nome sugere, é um tipo de aeronave que não necessita a presença de pilotos para ser guiada. Assim, ele pode funcionar de dois modos: no primeiro, o drone (outra denominação para o vant) é controlado por humanos, que ficam em solo apenas monitorando o procedimento, como se fosse um brinquedo. No segundo, ele funciona de modo autônomo – além de decolar e pousar sozinho, também opera de acordo com uma rota previamente programada. Atualmente, há pesquisas que visam desenvolver esses aviões para que, futuramente, eles sejam capazes até mesmo de tomar decisões sozinhos, conforme a necessidade de cada situação particular.

As vantagens que esses tipos de veículos oferecem, explica Chaves, no caso específico das operações de busca são variadas: são menores e mais leves do que os aviões convencionais, portanto gastam menos combustível, as versões mais simples têm um baixo custo de produção, podem voar continuamente por mais tempo e podem ser utilizados em operações de risco, como tempestades e outros fenômenos climáticos, sem que representem perigo. “Por se tratarem de robôs, sem tripulantes, uma eventual queda não provocaria grandes danos em regiões não habitadas”, lembra o pesquisador.

 
Vant será utilizado pela Defesa Civil do RJ para sobrevoar áreas de tragédias. Fonte: Instituto de Matemática e Estatística (IME) da USP/divulgação

Outra vantagem dos vants, que é o objeto de estudo de Chaves, está na possibilidade de operá-los de maneira coordenada. Isto significa que, ao invés de realizar a busca utilizando apenas um veículo, a mesma área seria percorrida por dois, três ou até mais aviões, dependendo da sua extensão. Hoje, essas operações cooperativas são proibidas para voos tripulados, no caso de procedimentos de busca e salvamento, porque os pilotos despendem esforços para desviarem-se uns dos outros e acabam desperdiçando tempo de investigação.

O objetivo com essas missões coordenadas, portanto, é otimizar o tempo de busca. Com múltiplos drones em operação, as chances de encontrar objetos ou pessoas aumentam consideravelmente. “O primeiro passo é dividir a área de busca em regiões, e deixar um vant responsável por percorrer cada uma delas”, explica Chaves. Depois, os aviões iniciariam um padrão de busca previamente programado, conhecido como “rota paralela”. Esta forma de conduzir investigações em alto-mar, já bastante utilizada nessas operações, caracteriza-se por formar um desenho em zigue-zague, percorrendo linhas de uma ponta à outra no espaço pré-determinado. “Quando um dos veículos identificar uma pessoa ou objeto, ele irá registrar aquele ponto e atualizará o seu conhecimento sobre a provável localização do restante dos objetos", declara o pesquisador. "Ao mesmo tempo, o referido avião deverá enviar um sinal aos demais, para que eles abandonem suas respectivas regiões e se desloquem até o local indicado, intensificando as buscas”. Dessa forma, economiza-se tempo e diminui-se a distância total percorrida por cada veículo.

No que se refere ao risco de colisões, o pesquisador esclarece que um algoritmo de navegação foi utilizado para impedi-las. “Esses algoritmos, basicamente, determinam para o Vant quais pontos percorrer e quais evitar. Assim, o que fiz foi designar uma área no entorno de cada veículo, e depois programá-la como proibida aos demais. Dessa forma, em caso de aproximação, o que aconteceria seria um desvio de rota”, explica.

Para realizar esse estudo, Chaves utilizou-se de um programa desenvolvido por ele, que funciona por meio de simulações. Em cada uma delas, é possível traçar rotas, variando o tempo e profundidade da investigação, medir o tempo gasto em cada busca e o percentual de objetos encontrados, variar o número e espaçamento dos objetos, entre outras operações. Os resultados mostraram que os vants cooperativos, em comparação a dois vants não cooperativos no mesmo cenário, podem reduzir, em média, 57% o tempo de busca, além de gastarem, em média, 67% a menos de combustível.

Ainda que as constatações obtidas sobre o modelo de busca com vants cooperativos tenham sido positivas, mais estudos e testes de campo precisam ser realizados. Chaves aponta também alguns obstáculos que podem dificultar a inserção do modelo no Brasil e no mundo: “Aqui, a utilização de vants ainda está em processo de regulamentação”. A justificativa está no risco que eles representam à segurança da população – por ser tratarem de robôs, um amadurecimento nas pesquisas ainda é necessário. Até fevereiro deste ano, somente cinco aviões não tripulados obtiveram autorização da Anac (Agência Nacional de Aviação Civil) para voar em território nacional, mas apenas em regiões não habitadas.