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Cientistas chineses desenvolvem drone movido a laser para permanecer no ar 'para sempre'

  • A equipe de pesquisa diz que resolveu o problema de manter os drones no ar por longos períodos, o que limitava seu uso, até agora.

  • O sistema usa feixe de laser para alimentar drones movidos por óptica remotamente, convertendo energia luminosa em eletricidade.

Uma ilustração esquemática dos drones orientados por óptica (ODD) em uso. Foto: Northwestern Polytechnical University

Uma equipe de pesquisadores no noroeste da China diz ter desenvolvido uma maneira de usar feixes de laser de alta energia, não para destruir drones , mas para mantê-los no ar “para sempre”.


Muitos países, incluindo a China, estão desenvolvendo poderosos sistemas de laser como armas antidrones . Mas o professor Li Xuelong e seus colegas da Northwestern Polytechnical University (NPU) abordaram a relação drone-laser de outro ângulo.

Northwestern Polytechnical University (NPU)

Eles pensaram que, se um drone fosse equipado com um módulo de conversão fotoelétrico que convertesse energia luminosa em eletricidade, um feixe de laser de alta energia poderia não apenas rastreá-lo, mas também alimentá-lo remotamente.


A equipe, da escola de inteligência artificial, óptica e eletrônica da NPU, disse que um experimento recente combinou com sucesso o processo de carregamento autônomo com transmissão de sinal inteligente e tecnologia de processamento - demonstrando o potencial de resistência ilimitado para drones movidos por óptica (ODD).


“Os destaques da pesquisa são o sistema de rastreamento de visão inteligente 24 horas e o reabastecimento autônomo de energia de longo alcance para ODD”, informou a equipe na conta oficial do WeChat da NPU na semana passada.

Segundo os pesquisadores, o primeiro desafio foi rastrear os drones no ar. A equipe desenvolveu um algoritmo de rastreamento baseado em visuais inteligentes para seguir e prever com precisão os alvos ODD enquanto eles voam.


O algoritmo teve boa tolerância com iluminação, escala e rotação, foi robusto em diferentes ambientes e alcançou o posicionamento preciso dos drones, disse o relatório.


Eles pensaram que, se um drone fosse equipado com um módulo de conversão fotoelétrico que convertesse energia luminosa em eletricidade, um feixe de laser de alta energia poderia não apenas rastreá-lo, mas também alimentá-lo remotamente. A equipe, da escola de inteligência artificial, óptica e eletrônica da NPU, disse que um experimento recente combinou com sucesso o processo de carregamento autônomo com transmissão de sinal inteligente e tecnologia de processamento - demonstrando o potencial de resistência ilimitado para drones movidos por óptica (ODD).

“Os destaques da pesquisa são o sistema de rastreamento de visão inteligente 24 horas e o reabastecimento autônomo de energia de longo alcance para ODD”, informou a equipe na conta oficial do WeChat da NPU na semana passada. Segundo os pesquisadores, o primeiro desafio foi rastrear os drones no ar. A equipe desenvolveu um algoritmo de rastreamento baseado em visuais inteligentes para seguir e prever com precisão os alvos ODD enquanto eles voam.

O algoritmo teve boa tolerância com iluminação, escala e rotação, foi robusto em diferentes ambientes e alcançou o posicionamento preciso dos drones, disse o relatório. Para aumentar a distância da transmissão de energia sem fio, Li e sua equipe precisavam reduzir a atenuação de um feixe de laser tradicional na atmosfera. A solução deles foi uma tecnologia de modelagem de feixe adaptável que pode ajustar autonomamente sua intensidade, disseram eles. O ajuste significa que os impactos negativos da turbulência do ar e as mudanças de densidade na atmosfera podem ser reduzidos, melhorando a eficácia e a confiabilidade da entrega de energia a laser de longa distância, de acordo com o relatório. Um algoritmo de proteção também foi adicionado ao sistema, ajustando automaticamente a potência do laser para uma faixa segura assim que um obstáculo é detectado no caminho do feixe.


A equipe não divulgou detalhes sobre o alcance do sistema e a eficiência da conversão fotoelétrica, devido à sensibilidade da tecnologia, que tem potencial de uso em aplicações militares.


Uma ilustração esquemática animada apresentada no relatório sugeria que um ODD poderia voar tão alto quanto um arranha-céu.


A equipe de pesquisa disse que realizou três testes de campo: voo interno de acompanhamento, voo diurno externo e voo noturno externo. Os drones operaram com sucesso em todos os cenários.


A equipe de pesquisa diz que realizou três testes de campo. Foto: Northwestern Polytechnical University

Drones são amplamente utilizados em aplicações militares, agrícolas e comerciais, mas se suas limitações de resistência forem superadas, eles trarão muitas novas possibilidades para o mundo.


“Em algumas missões demoradas, como a busca por turistas presos em inundações repentinas, o vôo contínuo de drones economizará muito tempo precioso de resgate. Espera-se que o ODD participe profundamente da governança social, como controle de tráfego, patrulhas de segurança, resgates em desastres e logística sem contato”, disse o relatório.
“No futuro, grandes drones podem ser transformados em ônibus aéreos para construir uma rede de tráfego tridimensional. Podemos até criar um 'satélite de baixa altitude' ou 'lua artificial' com esta tecnologia.”

Alguns analistas dizem que, em um contexto militar, o carregamento sem fio terra-ar autônomo pode ampliar as vantagens e a eficiência dos clusters de drones – como o sistema coordenado de “enxame” de UAV revelado pela China Electronics Technology Group Corporation em setembro de 2020.


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Por Miguel Neto

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