Os alunos foram desafiados a colocar quadricópteros para voar pelo campus do Insper

 

Tiago Cordeiro

 

Quem passou pelo 4º andar do prédio 2 do Insper na semana passada viu 23 alunos realizando, ao vivo, a avaliação final da disciplina eletiva Drones da escola. Cada grupo tinha cinco tentativas de fazer seu quadricóptero decolar, voar por alguns segundos e depois pousar no mesmo local de forma autônoma. Os mais ousados, e que almejavam uma nota melhor, tinham de fazer o drone se deslocar um pouco antes de pousar em um alvo desenhado no chão. Quando mais perto do centro, maior a nota, desde que o pouso fosse perfeito.

Alguns grupos conseguiram logo na primeira tentativa, outros precisaram de mais tempo. A cada tentativa, a tensão entre as equipes aumentava. “Os estudantes não constroem os drones, mas os programam ao longo do semestre, sozinhos. É uma atividade que exige muito conhecimento em aerodinâmica, controle e, obviamente, programação embarcada. Além de muita tentativa e erro”, diz o professor que ministra a disciplina, o engenheiro Fabio Bobrow.

 

 

Disponível para todos os alunos de graduação do Insper, mas procurada principalmente pelos estudantes de Engenharia de Computação e Engenharia Mecatrônica, a disciplina é oferecida todo ano no segundo semestre — esta foi a quinta turma. A procura tem aumentado: na primeira edição, foram oito participantes.

Cada aluno recebe um Bitcraze Crazyflie 2.1, um quadricóptero open-source de pequeno porte. O corpo do drone é composto por uma placa de circuito impresso que contém todos os sensores necessários para o dispositivo se localizar no espaço (acelerômetro, giroscópio, proximidade e fluxo óptico). A ela, estão fixos quatro motores e hélices que compões os atuadores do sistema. Há também a bateria do drone, equivalente à utilizada em smartwatches, e uma antena USB para comunicação sem fio com o dispositivo.

 

 

Os estudantes são responsáveis em processar os dados do acelerômetro e do giroscópio para estimar a orientação do drone, ou seja, os três movimentos de rotação no espaço. Já o sensor de proximidade (vertical) e fluxo óptico (horizontal) são utilizados para estimar a sua posição, isto é, os três movimentos de translação no espaço. Todo esse cálculo é feito a uma frequência muito alta (500Hz), e a cada instante a velocidade angular de cada motor é ajustada de acordo com a trajetória desejada.

“Os estudantes iniciam fazendo um LED do drone piscar e, a partir daí, têm que construir todo o algoritmo de estimação e controle do dispositivo. Eu dou o caminho das pedras com alguns tutoriais e roteiros de laboratórios, mas eles que precisam trilhá-lo. O mais interessante é que o que eles projetam na teoria acaba não acontecendo na prática, e os alunos precisam se virar para resolver os problemas. Isso que é engenharia de verdade”, afirma o professor Bobrow, que é doutor em Engenharia Elétrica com ênfase em automação e controle pela Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. Assim, os estudantes entram em contato com uma tecnologia que tem se disseminado nas mais diversas atividades, incluindo a agricultura e a engenharia civil.

Os alunos passam o semestre inteiro projetando um controlador autônomo, mas só são avaliados mesmo no final do semestre. O próximo desfile de drones pelos corredores do Insper deverá acontecer apenas no final de 2023.