Assim como uma águia, este planador autônomo pode voar em correntes térmicas

Uma águia voando alto pode parecer majestosa, mas em termos técnicos, há uma física impressionante acontecendo “nos bastidores” quando isso acontece. Especificamente, as águias e outras aves voadoras aproveitam as correntes ascendentes de ar quente, conhecidas como térmicas, para ajudá-las a navegar mais facilmente pelo céu. O que os cientistas não sabem, no entanto, é como estas aves descobrem e navegam nas referidas térmicas. Acontece que a inteligência artificial pode ajudar – e poderia oferecer assistência aos drones como um bônus adicional.

“Este é um grande desafio, pois é muito difícil realizar experiências controladas com aves planadoras”, Jerome Wong-Ng e Gautam Reddy, dois pesquisadores da Universidade da Califórnia, San Diego, escreveram em um e-mail para Digital Tendências. “Nossa abordagem foi, em vez disso, ensinar um agente de aprendizagem a voar alto em um ambiente realista e ver se isso nos diz algo sobre como os pássaros voam.”

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Esse ensino foi realizado por meio de um tipo de aprendizado de máquina denominado aprendizado por reforço. Este tipo de IA cria IA agentes que aprendem o comportamento com base nos resultados de experimentos de tentativa e erro. Nesse caso, os pesquisadores equiparam um planador com um controlador de vôo capaz de implementar as instruções baseadas no aprendizado por reforço. Subindo a alturas de quase 2.300 pés, o planador foi capaz de descobrir como navegar pelas térmicas atmosféricas de forma autônoma.

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“A nível técnico, a aprendizagem por reforço não tem sido aplicada para treinar agentes para aprender no campo”, continuaram os investigadores. “No campo, o número de amostras de treinamento que temos é muito baixo e temos que encontrar maneiras de usar todos os dados de treinamento disponíveis. Houve também avanços técnicos em relação a como medir o ambiente eólico local próximo ao planador usando dispositivos a bordo.”

Em termos de aplicações práticas, os investigadores pensam que a sua nova estratégia de navegação poderia ser utilizada para desenvolver veículos aéreos não tripulados (UAVs) capazes de voar por longos períodos de tempo sem necessidade de recarregar. Além disso, pode ser útil para criar um “sistema de recomendação” do tipo piloto automático para pilotos de planador novatos.

“Neste trabalho, nos concentramos em como encontrar e navegar em uma única térmica”, disseram Wong-Ng e Reddy. “Mas as aves migratórias deslizam de uma termal para outra, e como fazer isso de forma eficiente é uma linha de trabalho que pretendemos explorar no futuro. Outra linha de pesquisa é rastrear pássaros voadores e descobrir se sua estratégia de navegação é semelhante à que encontramos em nosso estudo.”

Juntamente com a Universidade da Califórnia, San Diego, outras instituições educacionais envolvidas nesta pesquisa incluíram o Instituto Salk de Estudos Biológicos e o Centro Internacional Abdus Salam de Física Teórica em Trieste, Itália.

Um artigo descrevendo a pesquisa foi publicado recentemente na revista Nature.

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