Projeto liderado por Endler desenvolve algoritmos para controlar drones que coletam dados de sensores em áreas de difícil acesso
A agência de fomento de pesquisa da Força Aérea Americana (Air Force Office for Scientific Research) acaba de renovar por mais um ano o financiamento para um projeto de pesquisa em Internet das Coisas Móveis desenvolvido no Laboratory for Advanced Collaboration (LAC), liderado pelo diretor do Departamento de Informática (DI), Markus Endler. Com o novo aporte, esse projeto de pesquisa receberá ao todo US$ 100 mil, algo em torno de R$ 525 mil.
O projeto visa criar algoritmos e protocolos de roteamento para controlar uma frota de drones (quad-cópteros de baixo custo) com a tarefa de coletar continuamente dados de sensores de uma rede sem fio implantada em uma região isolada ou de difícil acesso e sem infraestrutura de comunicação. Esses drones se comunicam mutuamente através de rádios para a troca de dados e a coordenação das rotas de voo, trabalhando de maneira coordenada e flexível para captar o máximo de dados e transportar para uma estação conectada à internet.
“Além do recurso financeiro, esse apoio abre portas para colaborações científicas. Estamos em contato com pesquisadores da Universidade da Flórida, que trabalham num projeto semelhante. O potencial dessa parceria é enorme”, conta Endler.
O projeto utiliza os resultados de uma tese de doutorado recente em que foi desenvolvido o protocolo DADCA. Esse protocolo realiza a movimentação coordenada de drones para otimizar a troca mútua de dados coletados por cada drone, de forma a aumentar o volume de informações transferidas para uma “estação base” conectada à Internet. O protocolo DADCA é dinâmico e adaptativo, e permite tanto a adição como a remoção de drones da frota a qualquer momento, sem necessidade de ajuste.
No primeiro ano do projeto foi desenvolvido, no escopo de um trabalho de mestrado, um protocolo para redes de sensores sem fio (RSSF) em solo com baixo consumo de energia. Esse protocolo se baseia na tecnologia sem fio Bluetooth Mesh e foi denominado Mobility Aware Mesh (MAM). Ele tem a funcionalidade de transmitir os dados (de sensores) coletados em solo para qualquer nó da RSSF que vier a ser visitado, por sobrevoo por um drone.
Simulação feita em um simulador GrADys
Os protocolos já foram implementados e demonstrados com sucesso em um ambiente simulado (veja o vídeo). Agora, o projeto parte para a etapa da implantação e testes do MAM e DADCA no “mundo real”, onde diversos fatores, como a altura de sobrevoo dos drones, o efeito de vento, garoa, obstáculos, etc. podem ter impacto na execução do monitoramento cooperativo Solo-Ar, e devem gerar certos erros de aproximação e comunicação que precisam ser considerados.
“Com essa renovação por mais um ano, poderemos ganhar mais experiência com a construção e utilização dos drones e da rede se sensores no mundo real, e esperamos realizar testes práticos de demonstração em campo, até meados do ano que vem”, revela.
A expectativa é que os resultados desta pesquisa sejam aplicados em vários campos, como segurança/vigilância, monitoramento ambiental, cidades inteligentes, agricultura de precisão e indústria 4.0. Apesar do financiamento ser da agência de fomento da Força Aérea Americana, o projeto não terá qualquer aplicação militar.
“Uma das possibilidades futuras é o monitoramento de encostas com risco de desabamento. Sensores no solo podem medir o grau de encharcamento do terreno, os drones captam essas informações e levam para a estação base. Com esses dados, é possível detectar se há risco de deslizamento”, explica Endler.
O projeto, chamado “GrADyS: Exploring movement awareness for efficient routing in Ground-and-Air Dynamic Sensor Networks”, é desenvolvido no LAC e conta com oito colaboradores, entre professores, pesquisadores pós-docs, e alunos de pós-graduação e graduação.
“Um fato interessante deste projeto é que ele tem um apelo científico e aplicado tão grande que está atraindo pesquisadores e colaboradores voluntários de diversas áreas e de outros institutos e universidades”, comemora Endler.
Para saber mais visite o site do projeto: http://www.lac.inf.puc-rio.br/index.php/gradys/
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