Pesquisadores desenvolvem drone para ajudar a combater desmatamento - 12/04/2021 - UOL ECOA
Testes com drone autônomo ocorreram em florestas de pinus nos Estados Unidos
Um ditado popular já diz: tamanho não é documento. O equipamento capaz de mapear, sozinho, 400 mil metros quadrados de floresta, o equivalente a 50 campos de futebol, em apenas 30 minutos, é um drone que mede 70 centímetros e pesa apenas três quilos. Desenvolvido por pesquisadores do Brasil e dos Estados Unidos, o equipamento tem uma performance impossível de ser protagonizada por engenheiros florestais e que pode fazer dessa tecnologia uma aliada no combate ao desmatamento.
Autônomo, o drone consegue não só voar no meio das árvores, como desviar das que encontrar pelo caminho. O pequeno aparelho faz um raio-x do território, coletando dados sobre o tamanho da vegetação, o estado de conservação, áreas que sofreram desmatamento, ainda que seletivo, e que precisam de reflorestamento.
Como comparação, uma equipe humana levaria em torno de 12 dias, trabalhando 24 horas seguidas, para mapear os mesmos 400 mil metros de floresta que o drone. O nível de dificuldade dessa tarefa faz com que, na prática, os profissionais acabem atuando com amostras, ao invés de levantar informações mais precisas da área toda.
As pesquisas com o drone começaram na Universidade da Pensilvânia, em 2019, relata um dos autores do trabalho, Guilherme Vicentim Nardaria, 26, que na época viajou para os Estados Unidos para fazer um estágio sanduíche.
Nardaria é doutorando do Programa de Pós-graduação em Ciência da Computação e Matemática Computacional da Universidade de São Paulo (USP), em São Carlos. Interessado em robótica, o jovem passou um ano pesquisando no laboratório da universidade parceira, junto com o professor Vijay Kumar. Foi lá que nasceu a ideia do drone autônomo voltado ao mapeamento de vegetações. "Começamos a colocar em prática juntos o projeto. A ideia era fazer um inventário florestal, levantar algumas métricas da floresta, o número de árvores, diâmetro e altura. Isso, por si só, já é uma aplicação interessante para quem está tentando preservar florestas e entender o que tem lá dentro, o impacto do que está acontecendo", disse Nardaria a Ecoa.
O equipamento usado é formado por quatro hélices, uma câmera, um computador de bordo, um controlador de voo e um sensor a laser, que é responsável pelo cálculo, em tempo real, da distância entre o drone e as árvores no meio em que o voo ocorre. Foram oito meses de estudos até que o drone, orçado em 12 mil dólares, pudesse navegar de maneira autônoma. "Foi um processo em que fomos evoluindo. Esse laboratório é uma das referências mundiais em projetos com drones, então conseguimos aproveitar algumas coisas relacionadas a projetos de outros alunos. Foi rápido", assinala o pesquisador.
Segundo Nardaria, a parte mais difícil do projeto foi trabalhar no algoritmo que extraía informações capturadas pelo sensor. Alguns elementos envolvidos no processo de captura das imagens também precisaram ser reavaliados, tendo em vista as necessidades reais da área. Foi o caso do solo, que, no início, não era considerado pela equipe como um campo importante na captura das imagens. "Nos EUA, temos o problema com queimadas na Califórnia e algo interessante é que estávamos tirando o chão do nosso mapa quando nos disseram que o chão poderia ser até mais interessante do que as árvores. A folhagem poderia ser uma indicação de potencial área de incêndio", observa Nardaria.
Ele salienta que a vantagem do drone com o sistema computacional desenvolvido está na possibilidade de fazer um mapeamento com alta resolução. Isso ainda não é possível de ser feito nem por aviões nem por satélites. Por isso, reforça, a ideia é que a tecnologia desse drone venha para somar na área. "O satélite tem uma visão de área grande, mas limitada. O avião é o meio-termo, mas ainda tem barreiras, como custo alto e resolução das imagens não tão alta. O drone voa entre árvores, cobre uma área menor, mas com resolução muito alta. É uma ferramenta a mais para trabalhar com florestas", pontua.
Nardaria assinala que, como os testes nos EUA foram feitos em florestas de pinus, em Nova Jersey, a aplicação do drone em florestas naturais do Brasil demanda novos estudos. É sobre isso que ele deve se debruçar nos próximos anos. "Agora que voltei, estamos olhando a forma de expandir a aplicação para florestas naturais. Lá, essas florestas são de pinus, árvores mais regulares, que parecem ser bem retas, não é tão denso e diverso como aqui", explica.
Segundo o pesquisador, as características das florestas naturais brasileiras pedem mudanças no equipamento e na forma de operar. Ele argumenta que, por usar um sensor a laser relativamente pesado, com cerca de meio quilo, o drone desenvolvido teve de ter um tamanho maior para conseguir carregar o sensor e desenvolver um voo a contento. Isso, por sua vez, fez com o que o equipamento não passasse por áreas mais estreitas. "Aqui temos o desafio de como mapear essas florestas mais densas. Tenho pensado para minha pesquisa trabalhar com vários drones menores, como uma equipe, com sensores mais baratos e tempo de voo menor. O trabalho seria distribuído entre eles e haveria um drone maior voando por cima das árvores, e não no meio, para medir a altura delas", resume o doutorando, orientado no Brasil pela professora Roseli Romero.
Nos EUA, o equipamento deve ser levado para o mercado por meio da startup TreeSwift, fundada por um dos pesquisadores envolvidos, Steven Chen. A aplicação será voltada ao mapeamento de florestas de pinus. Ainda não há uma estimativa de valores finais do produto.