Robôs voadores nos negócios

Quadcopter autônomo da DHL

Se no segmento militar o uso de drones é uma realidade, no mercado civil as aeronaves não tripuladas ainda arriscam seus primeiros sobrevoos. Atualmente, pouco se fala no emprego em larga escala dos veículos aéreos não tripulados, ou vant, na aviação civil. O uso desses robôs voadores se restringe basicamente a pequenas tarefas cotidianas e que aproveitam a versatilidade do voo para situações específicas.

O emprego mais comum dos drones no mercado civil tem sido em filmagens de campanhas publicitárias e cinema, substituindo com grande eficiência o helicóptero. O uso de pequenas aeronaves equipadas com câmeras de altíssima definição, incluindo equipamentos com tecnologia 4K, melhora a qualidade da produção aliado a uma drástica redução nos custos. “Uma GoPro 4K pesa poucos gramas e pode ser instalada num drone de US$ 1.000, que possui excelente precisão de filmagens e com um custo operacional próximo a zero”, destaca Alexandre Guarani, dono de uma agência especializada em filmes publicitários. “Além disso, um helicóptero, por seu elevado custo operacional, permitia que gravássemos apenas um ângulo de tomada. Com o valor de uma hora de voo do helicóptero, consigo colocar três ou quatro drones voando e mostrar ângulos diferentes”.

Além do uso em publicidade, os drones domésticos têm sido amplamente utilizados em serviços de survey, especialmente em obras. Empreiteiras têm empregado os vant em levantamentos de informações visuais aéreas, podendo analisar detalhadamente diversos pontos da construção que seriam praticamente invisíveis sem o uso de robôs. Outro segmento que adotou os drones foi o de mineração, que tem aproveitado o baixo custo e a versatilidade desses equipamentos em serviços de levantamento topográfico e de geologia. “Com um drone de apenas US$ 500 e uma câmera de US$ 300, conseguimos monitorar grandes áreas de mineração”, destaca Roberto Araújo, geólogo especializado em mineração.

Entregas expressas

Apesar de insipiente, o mercado civil já demonstra o desejo de ir além do emprego de drones com câmeras para filmagens ou levantamentos. Em dezembro de 2013, a multinacional Amazon.com anunciou que trabalhava num projeto pioneiro para utilizar pequenos drones nos serviços de entregas expressas em diversas cidades americanas. Batizado de “Amazon Prime Air” e originalmente apresentado no programa norte-americano “60 Minutes”, o projeto acabou amplamente ridicularizado por analistas por não ter apresentado um modelo de negócios viável nem exposto como seria feito o controle de voo ou de entregas. Meses depois, no entanto, o Google anunciou que trabalhava num projeto similar, visando utilizar drones para entregar pequenas encomendas. Nomeado Project Wing, o programa é desenvolvido pelo Google X, o laboratório experimental deste gigante da tecnologia, que também vem trabalhando em carros autônomos. Ainda que reconheça que o programa está longe de ser finalizado, o Google afirma que um dos protótipos em teste na Austrália entregou um kit de primeiros socorros, alguns doces, comidas para animais de estimação e água a dois fazendeiros. O voo percorreu aproximadamente 1 km e foi conduzido de forma autônoma.

Após a investida pública do Google, diversos críticos da proposta da Amazon.com tiveram de concordar que existe um potencial para esse tipo de negócio e que o envolvimento de dois grandes players da tecnologia provava que esse parece ser um caminho sem volta. Segundo um folheto promocional do Project Wing, os veículos aéreos não tripulados podem abrir abordagens inteiramente novas para o transporte de produtos, incluindo opções que são mais baratas e rápidas, além de ambientalmente mais responsáveis do que as disponíveis hoje em dia.

Longe da polêmica, a alemã DHL anunciou em setembro último um projeto para utilizar drones nos serviços de entregas para a pequena ilha de Juist, localizada a 12 km da costa da Alemanha, no Mar do Norte. Ao contrário das gigantes da tecnologia, a DHL anunciou que o serviço “Parcelcopter” estava pronto para entrar em serviço, inicialmente de forma experimental, mas com potencial para se tornar regular em poucos meses.

O serviço irá utilizar um quadcopter autônomo para entregar pequenas encomendas, como medicamentos e outros bens que possam ser considerados “urgentes”. Sob o drone, uma cápsula aerodinâmica a prova d’água, com formato de um ovo, é lacrada de forma a garantir a integridade do produto. Os drones vão voar de forma autônoma, embora monitorados por um centro de controle, mantendo uma altitude média de 50 metros, o que os manterá longe dos corredores de tráfego aéreo e distantes o bastante do solo.

Em conjunto com o NTSB, a FAA está finalizando a regulamentação para o uso comercial de drones

O projeto da DHL é menos ambicioso do que os propostos por Amazon.com e Google, já que os drones vão voar apenas entre os centros de distribuição da empresa. Nessa fase experimental, as aeronaves vão pousar numa pequena base da DHL na ilha de Juist, onde um funcionário da companhia irá retirar a cápsula com a encomenda e posteriormente a entregará pessoalmente ao destinatário. “O nosso Parcelcopter 2.0 é um dos mais seguros e confiáveis sistemas ​​de voo em sua classe, reunindo os requisitos necessários para essa missão”, garante Jürgen Gerdes, CEO of Deutsche Post DHL’s Post e eCommerce. “Estamos satisfeitos com o apoio que temos recebido das comunidades e agências envolvidas”. Um dos desafios enfrentados pela DHL é manter uma frota de drones voando sobre a Alemanha de forma autônoma. A empresa trabalha com as autoridades para solucionar questões burocráticas e de ordem prática, incluindo seguro e regulamentação aérea.

Aeronavegabilidade

A regulamentação aeronáutica representa um dos maiores entraves para esse tipo de negócio, já que cada país conta com uma interpretação própria a respeito do uso de veículos aéreos não tripulados. No Brasil, por exemplo, ainda inexiste uma regra para o uso desse tipo de aeronave. Após o acidente que vitimou o presidenciável Eduardo Campos, especulou-se que o avião teria colidido com um drone utilizado pela Força Aérea Brasileira. Após a investigação inicial, ficou constatado que nenhum drone sobrevoava aquela área. Ainda assim, o Decea (Departamento de Controle do Espaço Aéreo) e a Anac anunciaram a criação de medidas restritivas para o uso de veículos aéreos não tripulados com o objetivo de proporcionar acesso ordenado e seguro para esse tipo de voo. Por ora, solicitações para voos com esse tipo de aeronave serão analisadas levando-se em consideração diversos aspectos, como a restrição de voo em espaço aéreo segregado e definido por Notam.

Em 22 de julho de 2014, um drone quase se chocou com um Airbus A320 que se aproximava do aeroporto de Heathrow, em Londres. O piloto do avião relatou ter visto um “drone que parecia um helicóptero” quando estava a pouco mais de 200 m da pista de Heathrow.

No relatório a CAA (Civil Aviation Authority) classificou o acidente como classe “A”, classificação mais alta pelos critérios da entidade, que significa alto risco de colisão. De acorco com as autoridades ingleses, uma das maiores preocupações é que não foi possível identificar o drone no radar de controle do tráfego aéreo.

No Reino Unido, as medidas são extremamente restritivas. As regras atuais da CAA limitam o voo dos drones a uma distância mínima de 50 metros de construções ou pessoas, devendo o operador manter contato visual constante com a aeronave. Além disso, são estritamente proibidos voos autônomos. Ainda assim, as autoridades não estão conseguindo acompanhar a evolução do número de drones utilizados por entusiastas amadores. Estima-se que apenas no Reino Unido, são vendidos até 2.000 drones todo mês. De acordo com a BALPA (British Airline Pilots Association), o crescimento constante no número de drones representa um risco real para a aviação civil.

Nos Estados Unidos, o uso de veículos aéreos não tripulados não é novidade. Em 1990, a FAA (Federal Aviation Administration) autorizou o primeiro uso civil dos chamados UAS (Unmanned Aircraft Systems), a designação para drones civis dentro da regulamentação americana. A norma vigente a partir de então prevê o uso dos UAS no Sistema de Espaço Aéreo Nacional dentro de regras bastante rígidas de controle. Atualmente, os maiores usuários civis desse tipo de veículo são órgãos governamentais, como a Nasa, o NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) e o Department of Homeland Security. A maior parte dos voos é destinada a pesquisas científicas, monitoramentos ambientais e apoios à segurança interna.

A NASA é um dos maiores usuários civis dos drones nos EUA

Ainda assim, drones civis estão se tornando uma ameaça ao transporte aéreo. Em 16 de novembro, um Boeing 737 da Delta Air Lines reportou ter visto um veículo aéreo não-tripulado próximo à pista do Aeroporto John F. Kennedy, voando entre 2.000 e 3.000 pés de altitude. Minutos depois um outro reporte foi realizado por um Boeing 747 da Virgin Atlantic. Menos de 24h depois um Airbus A320 da jetBlue observou um drone na mesma posição. Mesmo não representando uma ameaça real ao tráfego aéreo, a presença mostra o aumento do número de drones próximos aos grandes aeroportos do mundo, em especial ao JFK, um dos mais movimentados dos EUA e com maior número de reportes desse tipo de incidente.

Atualmente, a FAA, em conjunto com o NTSB (National Transportation Safety Board), está finalizando a regulamentação para o uso comercial de drones.

A operação atual exige a obtenção de um Certificado de Aeronavegabilidade Especial na categoria experimental dentro das normas UAS. Ainda que as regras atuais permitam voos desde o nível do solo até 50.000 pés, dependendo do tipo específico de aeronave e de voo, é terminantemente proibido voos em espaços aéreos classes A e B, que estão concentrados justamente nas áreas mais povoadas dos Estados Unidos. Também é proibido o transporte de bens ou pessoas em veículos não tripulados, assim como existem restrições severas a voos experimentais de validação de tecnologia.

De acordo com a BALPA atualmente existem apenas restrições ao voo, mas o contexto exige a criação uma regulamentação séria para o uso de drones civis, especialmente diante da iminência do uso de veículos não-tripulados de grande porte destinado ao transporte de encomendas.

Amazon investe na tecnologia de voo e garante que seus UAS poderão retornar a seus centros mesmo sem comunicação

A Amazon.com tem participado ativamente dos trabalhos conduzidos pela FAA para a reestruturação da seção 333, que trata dos UAS, e do Reform Act of 2012 (FMRA). Por ora, a agência americana tem reunido especialistas para discutir como viabilizar o uso dos UAS em diversas frentes, como missão de monitoramento, entregas rápidas e voos de pesquisa tecnológica. A FAA está trabalhando com operadores civis para coletar dados técnicos e operacionais que irão ajudar a refinar o processo de certificação de aeronavegabilidade UAS. O atual estudo já abrange as novas regras do espaço aéreo NextGen.

Voo autônomo

Desde que divulgou seus planos para o uso dos drones, a Amazon.com tem intensificado seus trabalhos no desenvolvimento de tecnologias de voo autônomo. De acordo com documentos enviados a FAA, a empresa garante que seus UAS poderão retornar com segurança a seus centros de distribuição caso o link de comunicação seja perdido. “Nos últimos cinco meses, temos avançado no desenvolvimento de veículos aéreos altamente automatizados”, afirma Paul Misener, diretor de comunicação da Amazon.com.

O debate para o uso de drones em serviços de entregas leva a uma discussão correlata sobre o futuro do transporte aéreo. Empresas como a DHL não descartam que o próximo passo será criar uma frota de aviões cargueiros autônomos. A proposta, embora audaciosa para 2014, é considerada viável para a indústria aeronáutica. Porém, muitos apontam que o maior entrave é o aspecto legal relacionado à certificação de um avião comercial não tripulado. “A questão não é tecnológica, é jurídica”, aponta Fernando Marcato, piloto de 737NG. “O pouso do X-47B no [porta-aviões] George H.W. Bush é a prova definitiva de que isso é tecnologicamente possível”.

Em resumo, especialistas jurídicos acreditam que o desafio burocrático será mais complexo do que o tecnológico. “Certificar um avião comercial sem piloto implica em reescrever praticamente do zero todos os manuais de homologação existentes hoje”, afirma John Hopper, advogado especializado em aviação. “A questão se estenderia ainda a tratados internacionais como a Convenção de Varsóvia, que teria de ser alterada em diversos pontos”. O tema é tão atual que a maioria das agências aeronáuticas não tem uma resposta para a questão do uso de aeronaves não tripuladas de grande porte, especialmente em modelos autônomos.

Mesmo sendo um assunto novo e ainda repleto de questões importantes, o desenvolvimento do setor aéreo dá algumas pistas de como será o futuro das aeronaves não tripuladas. O Next Generation Air Transportation System (NextGen) que está sendo implementado desde 2012, tendo como meta estar plenamente funcional em 2025, pode ser o primeiro passo para a criação de uma nova realidade no transporte aéreo. O NextGen é um padrão de controle de tráfego aéreo que inicia uma transição de sistemas baseados em terra para sistemas via satélite. Entre as novidades está o uso maciço de procedimentos GPS, que possibilitam rotas diretas e mais curtas, assim como maior economia de combustível e aproveitamento do espaço aéreo.

Um próximo desenvolvimento do conceito NextGen poderá criar sistemas baseados em GPS seguros o bastante para permitir que centenas de aeronaves compartilhem o mesmo espaço aéreo, voando a poucos metros umas das outras. A viabilidade desse projeto necessita de sistemas extremamente eficazes e confiáveis de piloto automático, que garantam uma precisão na navegação aérea muito acima da capacidade humana. “Acreditamos que os UAV podem ser tão seguros quanto aeronaves tripuladas, com maior automatização e autonomia”, considera Alan Prowse, vice-presidente da Rockwell Collins para as Américas. “Serão fornecidos sistemas de navegação redundantes para garantir a confiabilidade”. Segundo especialistas, é nesse ponto que se pode tornar viável o uso de aeronaves autônomas, já que a pilotagem por computador se tornará muito mais segura do que a realizada com interferência humana. “Hoje, diversos trens, especialmente do metrô, que carregam mais de 3.000 pessoas por viagem, já operam de forma autônoma”, compara o engenheiro ferroviário Eduardo Fernandes.

Avião tripulado próximo a um drone em pleno voo

Inteligência artificial

Críticos rebatem que é quase impossível manter a segurança numa aeronave sem pilotos, já que, em caso de uma pane, o computador pode não saber escolher a melhor alternativa. “Computadores são máquinas lógicas, sem raciocínio. Esse é o diferencial entre a vida e a morte no caso de uma emergência que necessite que diversos fatores sejam considerados e ponderados”, aponta Fernando Lima, comandante de Boeing 777. “Não tem como comparar um avião com um trem, visto que este está no chão e andando sobre trilhos”.

“Um trem, mesmo estando sobre trilhos, é uma máquina que pesa centenas de toneladas e se desloca muitas vezes acima dos 100 km/h. Uma falha no sistema autônomo de condução é tão mortal quanto num avião. Atualmente, todos os sistemas driverless têm demonstrado total capacidade para lidar com falhas graves”, defende Eduardo Fernandes. O sucesso dos sistemas driverless utilizados no metrô de diversos países é um dos casos apontados por especialistas como prova da segurança de veículos autônomos, colocando em debate até que ponto o computador pode perder para o ser humano em decisões críticas. “Evidente que um robô trabalha baseado em sua programação, mas os atuais sistemas de inteligência artificial têm demonstrado a incrível capacidade dessas máquinas em lidar com decisões importantes”, aponta Nao Ko, especialista em inteligência artificial. “No caso de um avião, em que os procedimentos são baseados em sua maioria no manual, que deve ser seguido fielmente, um computador pode no futuro ter uma margem de acertos superior aos 99%, pois trabalha apenas com uma lógica. Numa emergência, o raciocínio do ser humano, por mais capaz que seja ele, é severamente afetado pelo estresse”.

O uso de inteligência artificial tem sido empregado por diversos setores, como o de informática, que busca aumentar a segurança de sistemas de banco de dados, aumentar a capacidade de produção de industriais e assim por diante. Na maior parte dos casos, os atuais sistemas se mostram viáveis e seguros. Analistas acreditam que nas três próximas décadas o mundo terá migrado para veículos autônomos, que serão capazes de realizar a maior parte das tarefas que hoje dependem da ação humana. O que pode incluir a próxima geração de aeronaves comerciais, fazendo com que os recém-lançados Airbus A350 e Boeing 787 representem a última linhagem de aviões comerciais tripulados.

“Desenvolver um avião cargueiro remotamente pilotado capaz de decolar com 100 toneladas e voar entre os Estados Unidos e a Europa é uma realidade”, afirma George Esler, engenheiro aeronáutico aposentado da McDonnell Douglas. “A tecnologia é a mesma utilizada no Global Hawk, é necessário apenas aprimorar o que já existe. O desafio atual está mais na regulamentação e menos na questão técnica”.