Robô 'Cães' para manter as pistas da USAF livres de detritos perigosos

Um robô descrito como 'Roomba para pistas' em desenvolvimento para a Força Aérea dos EUA pode ajudar a evitar que objetos estranhos danifiquem aeronaves.

Detritos de objetos estranhos ou FOD – qualquer coisa que não deveria estar na pista – causa cerca de US $ 4 bilhões em perdas a cada ano para a indústria da aviação. Os danos no FOD podem ser catastróficos, causando a queda do voo 4590 Concorde da Air France imediatamente após a decolagem, matando todas as 109 pessoas a bordo em 2000.

Os regulamentos da FAA exigem que os aeroportos realizem inspeções regulares de FOD. Nas forças armadas, as pistas de pouso e decolagem recebem frequentes caminhadas de FOD com pessoal disponível chamado para descer a linha de voo e verificar se há objetos potencialmente perigosos.

O perigo é duplo. Quaisquer detritos podem perfurar um pneu ou ser ingerido em um motor, e também pode ser uma evidência importante de outros problemas. Se faltar uma porca, parafuso, fixador ou outro componente em um avião, isso pode causar problemas mais sérios.

Muitos aeroportos possuem sistemas de radar sofisticados para detectar FOD, mas estes são caros e não fornecem necessariamente cobertura total. Assim, walkdowns e drive downs ainda são uma realidade cotidiana.

A nova tecnologia que está sendo desenvolvida para a Força Aérea visa mudar isso.

O robô de quatro rodas conhecido como FOD Dog está sendo desenvolvido sob um contrato da Força Aérea dos EUA assinado este mês. A divisão de tecnologias governamentais da Siemens são os principais contratados, com os subcontratados TurbineOne trabalhando no sistema de percepção. O contrato é de um ano, com um sistema de protótipo em pleno funcionamento a ser demonstrado até janeiro próximo.

O robô em si é um chassi básico robusto, com motor elétrico, e varre pistas em busca de objetos estranhos usando sensores a laser prontos para uso. Estes detectam o perfil de faixas de solo, detectando qualquer coisa que se projete da superfície. A vantagem do scanner sobre uma câmera é que ele é mais simples e funciona tão bem em condições de pouca visibilidade, como chuva forte.

No entanto, a verdadeira mágica é a tecnologia que dá sentido aos dados do scanner para detectar e identificar FOD. CEO TurbineOne Ian Kalin – que participou de walkdowns FOD enquanto servia na Marinha dos EUA – diz que há três tecnologias capacitadoras por trás disso.

“Primeiro, existem Unidades de Processador Gráfico (GPUs) de empresas como a NVIDIA
NVDA
. Essas placas pequenas e robustas são o novo padrão da indústria para processamento de vídeo”, disse Kalin à Forbes. Estas são as unidades que impulsionam o progresso em pequenos drones e outras robóticas móveis.

“Em segundo lugar, os modelos de aprendizado de máquina passaram por ondas de 'miniaturização', o que basicamente significa que o código que costumava exigir grandes recursos de computação e muitos gigabytes agora pode operar com apenas megabytes de espaço”, diz Kalin.

Isso significa que o mais recente software de aprendizado de máquina inteligente pode ser executado em pequenos dispositivos de computação de borda, em vez de racks de servidores, como projetos anteriores de aprendizado de máquina.

Os FOD Dogs começam com um catálogo de objetos diferentes, mas são capazes de aprender novos. Eles podem até compartilhar informações entre os membros do bando, para que se tornem cada vez melhores na identificação de tipos específicos de FOD em um determinado site. Isso pode ser importante quando um site recebe um tipo específico de objeto estranho, como folhas.

“Finalmente, a TurbineOne inventou um sistema de percepção de primeira linha, que serve como sistema operacional para possibilitar todas essas detecções sem uma conexão com a internet”, diz Kalin.

Isso permite que a matilha de cães trabalhe em locais onde pode não haver conexão com a internet, como locais militares ou porta-aviões.

Os walkdowns FOD são normalmente realizados à noite após o término das operações de voo ou no início da manhã. Cada um dos robôs se conecta automaticamente à sua estação base de recarga (“casinha de cachorro”), bem como um Roomba de limpeza doméstica, e os cães realizarão uma varredura trabalhando juntos para fornecer cobertura completa. Um operador humano pode gerenciar um pacote inteiro.

Qualquer FOD localizado é sinalizado automaticamente. Os robôs podem passar as coordenadas exatas para o operador – o GPS aprimorado integrado significa que eles o localizam em poucos centímetros – ou um robô pode levar fisicamente o operador ao FOD como um cão de caça.

Kalin diz que a remoção de detritos não é um requisito para o contrato inicial, mas eles têm isso em seu roteiro. Sua provável solução envolverá equipar alguns veículos com um braço robótico pronto para uso e um software de manuseio. Isso transformaria os robôs em uma solução completa de limpeza de pista.

TurbineOne vê muitos outros usos para esta tecnologia além da detecção de FOD. Os drones já são usados ​​para inspeção industrial, mas têm tempo de voo limitado e não podem voar com mau tempo. Os robôs terrestres têm maior resistência, podem ignorar o clima e transportar uma carga útil mais pesada de sensores variados. A TurbineOne anunciou recentemente US$ 3 milhões em financiamento inicial da XYZ Venture Capital para expandir sua equipe de engenharia e acelerar a entrega de produtos.

Robôs equipados com sistemas de percepção podem realizar muitas tarefas de inspeção – começando, talvez com inspeção de aeronaves, semelhante a uma solução baseada em drones sendo lançada na Coréia, mas estendendo-se a fábricas, canteiros de obras e outras aplicações. (Talvez o robô de inspeção robótica possa ter evitado o recente acidente do F-35, aparentemente causado por uma capa de chuva deixada em um motor).

A combinação de uma plataforma de robô robusta e de baixo custo e sensoriamento inteligente tem um grande potencial e o FOD Dog pode ser o precursor de muitas raças de robôs úteis que trabalham em uma variedade de campos.