O estudante brasileiro do ensino médio Pedro Kopper apresentou na última quinta-feira (17) o projeto de um drone autônomo capaz de navegar e mapear ambientes internos sem controle humano direto. O aparelho seria utilizado para ajudar equipes de bombeiros e outros profissionais em missões de resgate e salvamento.

Com isso, ele poderia antecipar vários detalhes de uma cena de desastre na qual pessoas teriam que entrar para socorrer vítimas de desabamentos, por exemplo. Assim, os profissionais poderiam se prepar já sabendo o que esperar no local, diminuindo riscos para socorristas e socorridos, além de tornar o processo mais eficiente em questão de tempo e assertividade.

A ideia do meu projeto é criar um drone capaz de se localizar em um ambiente desconhecido de forma autônoma, sem precisar de nenhuma referência externa, como marcadores, GPS etc.

“A ideia do meu projeto é criar um drone capaz de se localizar em um ambiente desconhecido de forma autônoma, sem precisar de nenhuma referência externa, como marcadores, GPS etc.”, disse Pedro ao TecMundo. “Ele também vai localizar objetos estranhos e obstáculos em seu caminho, e então enviar essas informações para computador de base, no qual será montado um mapa”, comentou.

É esse mapa que poderá ajudar bombeiros, por exemplo, a encontrar pessoas em locais de acidentes com mais segurança e assertividade. Para isso, o drone de Kopper já possui um conjunto de sensores de distância e uma câmera de baixa resolução para detectar seu próprio movimento. Há também um sensor de orientação inercial (acelerômetro, magnetoscópio e acelerômetro) para que o dispositivo saiba se está voando corretamente no espaço em relação à gravidade.

Estrutura do drone foi impressa em 3D e o desenho da placa de circuitos foi feito pelo estudante

Em um modelo inicial, o drone do estudante era capaz realizar mapeamento e navegação de forma autônoma, mas ele apenas subia até determinada altura e girava em torno de seu próprio eixo para fazer uma varredura do ambiente. Agora, Kopper trabalha em uma versão capaz de voar em várias direções autonomamente e conseguir um mapa mais detalhado e útil para missões de salvamento.

A placa lógica do protótipo foi desenhada pelo estudante e fabricada sob encomenda por uma empresa chinesa. Ele também programou o firmware do equipamento para permitir que os sensores e chips conversem de forma ordenada. Além disso, foi necessário criar um pequeno programa em Python para ajudar o dispositivo a interpretar os dados de posicionamento inercial e controlar suas hélices.

Pedro Kopper tem 17 anos e é estudante Escola Técnica Liberato Salzano Vieira da Cunha, em Novo Hamburgo-RS. Ele foi um dos premiados da delegação brasileira em Pittsburgh, tendo recebido uma menção honrosa da NASA durante a cerimônia especial da ISEF 2018.

Estudante recebeu menção honrosa da NASA durante a premiação especial da ISEF 2018

Bebedouro autônomo

Outro projeto brasileiro apresentado na ISEF envolvendo autonomia de dispositivos eletrônicos foi o de Gabriel Checchinato, de Jundiaí-SP. O estudante desenvolveu um mecanismo capaz de identificar com um sensor ultrassônico o nível de água dentro de qualquer recipiente posicionado no bebedouro ou dispenser. Conforme o nível de água vai subindo no copo, na garrafa ou jarra, o retorno do ultrassom identifica quão cheio está o recipiente. O usuário pode inclusive ajustar quanta água quer colocar e deixar com que o equipamento corte o fluxo de água no momento certo.

Para que sua invenção possa determinar o tamanho do recipiente colocado no bebedouro, Gabriel posicionou uma coluna de LEDs infravermelho em uma das laterais do espaço destinado aos copos e jarras pareados com sensores no lado oposto. Conforme altura do recipiente interrompe a comunicação entre as colunas de LEDs e sensores, o aparelho é capaz de saber seu tamanho. Combinando isso com a altura do nível de água identificada pelo sensor ultrassônico, o aparelho sabe exatamente quando parar de encher o recipiente.

Mas esse projeto não foi feito pura e simplesmente pela conveniência de ter um bebedouro autônomo em casa. Gabriel acredita que sua tecnologia pode ser incorporada de forma bem barata em portas de geladeira, purificadores e filtros de água para ajudar pessoas com necessidade especiais.

Isso é bastante útil para prevenir transbordamento, poupar o tempo do usuário, e ajudar deficientes visuais no uso desse tipo de produto

“Basta que você coloque um recipiente, independentemente do tamanho ou formato ou material, o aparelho enche de água automaticamente, parando sozinho quando está cheio. Isso é bastante útil para prevenir transbordamento, poupar o tempo do usuário, e ajudar deficientes visuais no uso desse tipo de produto”. Quando alguém coloca um copo no aparelho, ele emite um aviso sonoro e visual assim que começa a liberar água. Assim que o fluxo é interrompido, o mesmo aviso tocado novamente.

Para controlar tudo isso, Gabriel usou uma placa Arduino Mega, que recebe sinais de todos os sensores e aciona a bomba de água. Contando apenas os equipamentos necessários para automatizar um modelo de bebedouro já existente, o valor para a construção do projeto foi de aproximadamente R$ 70.

Placa Arduino Mega controla todos os componentes eletrônicos do dispositivo de Gabriel.

Gabriel Checchinato tem 18 anos e cursou seu ensino médio no Colégio Ser, no interior do estado de São Paulo. Ele foi um dos premiados na ISEF 2018, tendo ficado em terceiro lugar na categoria de sistemas embutidos.

A edição 2018 da maior feira de ciências do mundo, a Intel ISEF (International Science and Engineering Fair) foi encerrada nesta sexta-feira (18) com premiação geral dos finalistas selecionados em mais de 80 países. A delegação brasileira trouxe para Pittsburgh dezoito projetos, sendo um dos países com grade participação. Esses estudantes foram selecionados através das feiras MostraTec e Febrace no Brasil.

Você pode conferir mais projetos brasileiros apresentados na ISEF 2018 aqui.