{"id":14208,"date":"2020-08-13T11:06:09","date_gmt":"2020-08-13T14:06:09","guid":{"rendered":"https:\/\/www.eesc.usp.br\/comunicacao\/?p=14208"},"modified":"2020-11-30T21:29:00","modified_gmt":"2020-12-01T00:29:00","slug":"drone-que-voa-sozinho-no-meio-de-florestas-pode-ser-aliado-contra-o-desmatamento","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/eesc.usp.br\/comunicacao-admin\/?p=14208","title":{"rendered":"Drone que voa sozinho pode ser aliado contra o desmatamento"},"content":{"rendered":"

Obter informa\u00e7\u00f5es detalhadas sobre uma floresta \u00e9 fundamental para orientar o poder p\u00fablico a definir pol\u00edticas de conserva\u00e7\u00e3o e a monitorar poss\u00edveis crimes ambientais, como queimadas e desmatamentos ilegais. Atualmente, para fazer um levantamento sobre determinada \u00e1rea, especialistas produzem o chamado invent\u00e1rio florestal, estudo que apura o n\u00famero estimado de \u00e1rvores de uma floresta, o volume de madeira dispon\u00edvel, a \u00e1rea coberta por vegeta\u00e7\u00e3o, as caracter\u00edsticas da biodiversidade local, a topografia da regi\u00e3o, entre outros dados.\u00a0<\/p>\n

No entanto, realizar esse trabalho manualmente \u00e9 praticamente invi\u00e1vel tendo em vista a dificuldade de acesso a algumas matas e o longo tempo para execu\u00e7\u00e3o das tarefas, que podem levar semanas para serem finalizadas, al\u00e9m de exporem os profissionais a diversos riscos, como quedas em buracos e amea\u00e7as de animais. Por esses motivos, pesquisadores brasileiros e norte-americanos desenvolveram um sistema computacional capaz de controlar um drone de forma aut\u00f4noma (sem controle humano) no interior de florestas, permitindo que ele desvie de \u00e1rvores e mapeie grandes territ\u00f3rios em poucos minutos.<\/p>\n

\u201cAl\u00e9m de termos a possibilidade de fazer um invent\u00e1rio florestal em uma \u00e1rea de cobertura muito maior, com a atua\u00e7\u00e3o do drone esse processo se torna muito mais r\u00e1pido, seguro e preciso\u201d, explica Guilherme Nardari, pesquisador do INCT de Sistemas Aut\u00f4nomos Cooperativos (InSAC), sediado na Escola de Engenharia de S\u00e3o Carlos (EESC) da USP, e um dos autores do trabalho, que foi realizado em parceria com cientistas da Universidade da Pensilv\u00e2nia, nos EUA.\u00a0<\/p>\n

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Vant mapeia grandes \u00e1reas florestais em minutos. Foto: Universidade da Pensilv\u00e2nia<\/figcaption><\/figure>
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Para efeito de compara\u00e7\u00e3o, com o drone desenvolvido seria poss\u00edvel mapear uma floresta inteira de 400 mil metros quadrados em apenas 30 minutos. J\u00e1 se o mesmo trabalho fosse realizado por uma equipe de engenheiros florestais, por exemplo, o tempo saltaria para 12 dias e meio, considerando que eles trabalhassem 24 horas por dia, miss\u00e3o imposs\u00edvel para um \u00fanico grupo. Pela dificuldade da tarefa, os profissionais optam por avaliar pequenos trechos da floresta e fazer uma estimativa dos dados totais, gerando informa\u00e7\u00f5es muito menos precisas e detalhadas.\u00a0\u00a0<\/p>\n

Com peso aproximado de 3kg e autonomia de voo de 20 minutos, o drone, que est\u00e1 sendo testado nos EUA, \u00e9 composto por quatro h\u00e9lices, uma c\u00e2mera, um computador de bordo, um controlador de voo e um sensor a laser, respons\u00e1vel por calcular em tempo real a dist\u00e2ncia entre o drone e as \u00e1rvores ao seu redor. Pioneira, a utiliza\u00e7\u00e3o de um ve\u00edculo a\u00e9reo n\u00e3o tripulado (Vant) aut\u00f4nomo para monitorar e mapear florestas possibilitar\u00e1 uma s\u00e9rie de aplica\u00e7\u00f5es, como a elabora\u00e7\u00e3o de planos de manejo, atendimento a demandas de empresas florestais, defini\u00e7\u00e3o de estrat\u00e9gias para preservar os recursos naturais da \u00e1rea e o combate ao desmatamento.<\/p>\n

\u201cN\u00f3s conseguir\u00edamos avaliar o estado de conserva\u00e7\u00e3o das florestas e detectar locais que precisam de reflorestamento, servindo de alerta para as autoridades ambientais caso alguma regi\u00e3o apresente transforma\u00e7\u00f5es suspeitas ao longo do tempo. Esse tema \u00e9 muito relevante, principalmente pelo atual cen\u00e1rio que vivemos, de total descaso com a Amaz\u00f4nia\u201d, afirma Roseli A. Francelin Romero, pesquisadora do InSAC e professora do Instituto de Ci\u00eancias Matem\u00e1ticas e de Computa\u00e7\u00e3o (ICMC) da USP, em S\u00e3o Carlos. Segundo a docente, atualmente o Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe) realiza alguns levantamentos florestais por imagens de sat\u00e9lite, mas s\u00e3o estimativas que impossibilitam uma an\u00e1lise mais minuciosa da vegeta\u00e7\u00e3o em \u00e1reas espec\u00edficas.\u00a0<\/p>\n

Segundo relat\u00f3rio<\/a> divulgado no primeiro semestre deste ano pelo MapBiomas, 99% do desmatamento feito no Brasil em 2019 foi ilegal. Ao todo, mais de 1,2 milh\u00e3o de hectares (ha) de mata nativa foram devastados, ou 12.187 km\u00b2, o equivalente a oito munic\u00edpios de S\u00e3o Paulo. Mais de 60% da \u00e1rea desmatada est\u00e1 na Amaz\u00f4nia, com 770 mil hectares derrubados. O segundo bioma em que mais houve perda foi o Cerrado, com 408,6 mil ha, seguido de Pantanal (16,5 mil ha), Caatinga (12,1 mil ha), Mata Atl\u00e2ntica (10,6 mil ha) e Pampa (642 ha). J\u00e1 de acordo com pesquisa divulgada na \u00faltima semana pelo Inpe, entre agosto de 2019 e julho de 2020 foram registrados mais de 45 mil alertas de desmatamento na Floresta Amaz\u00f4nica, um aumento de 34,5% em compara\u00e7\u00e3o com o per\u00edodo anterior.<\/p>\n

Voando pelas florestas \u2013\u00a0Para evitar que o drone colida com algum objeto durante o voo, o sensor a laser do ve\u00edculo a\u00e9reo dispara milhares de feixes de luz por segundo que, conforme acertam as \u00e1rvores, calculam a dist\u00e2ncia delas para o Vant e estimam a espessura de cada tronco ou galho. Todos esses dados s\u00e3o interpretados por um c\u00f3digo de computador (algoritmo) que foi desenvolvido e que utiliza intelig\u00eancia artificial para detectar \u00e1rvores, mapear a regi\u00e3o e \u201cguiar\u201d o drone na dire\u00e7\u00e3o correta, fazendo com ele se esquive dos obst\u00e1culos. Ao mesmo tempo, o algoritmo gera um mapa em 3D da floresta, revelando o n\u00famero de \u00e1rvores do local, o volume de madeira, a \u00e1rea coberta por vegeta\u00e7\u00e3o, entre outros dados. Segundo os pesquisadores, o drone tamb\u00e9m \u00e9 capaz de identificar folhagens no ch\u00e3o, permitindo avisar as autoridades sobre um risco maior de queimadas, que s\u00e3o muito comuns tanto no Brasil como nos EUA.\u00a0<\/p>\n

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Drone cria mapa em 3D da floresta sobrevoada. Foto: Universidade da Pensilv\u00e2nia<\/figcaption><\/figure>
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Para avaliar a efic\u00e1cia do Vant aut\u00f4nomo, ele foi testado pelos cientistas em uma floresta de pinheiros norte-americana no Estado de Nova Jersey. Os resultados foram positivos: o drone conseguiu desviar das \u00e1rvores e levantar com precis\u00e3o os dados da \u00e1rea. Durante os trajetos, ele se comunicava em tempo real com operadores em solo, que formavam uma base m\u00f3vel que recebia imagens da c\u00e2mera do ve\u00edculo a\u00e9reo, informa\u00e7\u00f5es do voo, bem como do gasto de bateria. \u201cFoi um desafio enorme do ponto de vista rob\u00f3tico, pois al\u00e9m de fazer um drone voar sozinho no meio das \u00e1rvores, sem perdermos a comunica\u00e7\u00e3o com ele, precis\u00e1vamos obter um mapa de qualidade, extremamente preciso\u201d, conta Guilherme, que faz doutorado no ICMC e \u00e9 orientado pela professora Roseli Romero.<\/p>\n

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Doutorando da USP, Guilherme realizou interc\u00e2mbio nos Estados Unidos. Foto: Guilherme Nardari\/Arquivo pessoal<\/figcaption><\/figure>
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O pesquisador, que desenvolveu o trabalho durante interc\u00e2mbio nos EUA e recebe financiamento da Funda\u00e7\u00e3o de Amparo \u00e0 Pesquisa do Estado de S\u00e3o Paulo (FAPESP), afirma que o algoritmo desenvolvido para controlar o drone permite um mapeamento mais preciso e com informa\u00e7\u00f5es mais detalhadas sobre a floresta, al\u00e9m de voos menos suscet\u00edveis a interfer\u00eancias em compara\u00e7\u00e3o com outros modelos encontrados na literatura da \u00e1rea. Os resultados do trabalho geraram um artigo que foi\u00a0publicado<\/a>\u00a0na\u00a0IEEE Robotics and Automation Letters<\/em>, revista cient\u00edfica internacional. A pesquisa tamb\u00e9m foi apresentada na\u00a0International Conference on Robotics and Automation (ICRA) 2020<\/em><\/a>, um dos mais renomados eventos cient\u00edficos da \u00e1rea de rob\u00f3tica do mundo, que teve in\u00edcio no dia 31 de maio e segue at\u00e9 o pr\u00f3ximo dia 31 de agosto, com realiza\u00e7\u00e3o 100% online devido \u00e0 pandemia de Covid-19.\u00a0<\/p>\n

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Nos Estados Unidos, os cientistas parceiros no estudo criaram uma\u00a0empresa<\/a>\u00a0e j\u00e1 come\u00e7aram a oferecer alguns servi\u00e7os de mapeamento com o drone para a iniciativa privada. Segundo Guilherme, h\u00e1 interesse em trazer a tecnologia para Brasil, mas antes o sistema de controle do Vant precisaria passar por algumas adapta\u00e7\u00f5es, afinal, existem diferentes tipos de florestas no pa\u00eds, com obst\u00e1culos distintos, que podem dificultar as miss\u00f5es com o ve\u00edculo a\u00e9reo. A estimativa de custo para cada drone aut\u00f4nomo como esse \u00e9 de R$ 60.000,00. \u201cO valor n\u00e3o \u00e9 alto se comparado ao retorno que ele pode trazer para a popula\u00e7\u00e3o em geral, com a preserva\u00e7\u00e3o das florestas e do meio ambiente\u201d, finaliza Roseli.\u00a0<\/p>\n