DARPA desafia inovadores a criar drones musculosos
Por Jim Magill, editor de recursos do DRONELIFE
Os drones de carga pesada, os cavalos de batalha do ecossistema dos drones, enfrentam um obstáculo significativo à sua adoção generalizada para usos militares e comerciais: a sua relação carga útil/peso é baixa, normalmente muito abaixo de um para um para UAVs multirotor.
Na esperança de resolver este problema, o Agência de Projetos de Pesquisa Avançada de Defesa (DARPA) lançou um desafio aos fabricantes de UAV, universidades e inovadores individuais, para desenvolver um sistema de drones capaz de romper a barreira de peso da carga útil.
Mais do que 100 equipes espera-se que concorram por US$ 6,5 milhões em prêmios em dinheiro, na competição DARPA Carry Problem, que acontecerá de 6 a 9 de agosto, no Museu Nacional da Força Aérea dos EUA em Dayton, Ohio. O Desafio procura encorajar o desenvolvimento de novos designs de drones, produzindo UAVs capazes de transportar cargas mais de quatro vezes o seu peso.
Phillip Smith, gerente do programa DARPA responsável pela competição, disse que o Desafio visa estimular a produção de uma nova geração de UAVs de carga pesada, capazes de superar as aeronaves tripuladas no que diz respeito ao transporte das maiores cargas úteis.
“Em geral, os melhores helicópteros, os especializados, podem transportar tanto peso ou tanta carga quanto forem pesados. Se você tiver uma aeronave de 1.000 libras, ela pode transportar 1.000 libras de carga ou carga útil de armas, ou o que quer que seja, como fertilizante para a agricultura”, disse ele.
A maioria das aeronaves tripuladas tem uma relação carga útil/peso inferior à dos helicópteros de carga, em torno de um a vírgula cinco. Drones multirotor normalmente têm proporções ainda mais baixas, em torno de um para ponto dois ou ponto três.
“Se você pesa 100 libras, você está carregando 20 ou 30 libras de carga útil. E por causa dos custos e das leis de escala, isso tornou o transporte de grandes cargas muito caro, a ponto de ser proibitivamente caro para muitas indústrias e aplicações”, disse Smith.
Aumentar drasticamente o poder de elevação dos drones reduziria significativamente o custo do transporte vertical não tripulado, abrindo o uso de drones de transporte pesado para inúmeras novas aplicações. O resultado seria semelhante à inovação que Henry Ford criou com a introdução da produção em massa do Modelo T.
“Ele essencialmente diminuiu o custo e, de repente, explodiu e assumiu o controle. Mudou a maneira como vivemos como humanos. O foguete reutilizável que estamos vendo agora tem o mesmo tipo de conceito”, disse Smith.
Mais de três quartos de século de inovação
Criada no last da década de 1950 em resposta ao lançamento do satélite Sputnik pela Rússia, a DARPA serve como ramo de pesquisa e desenvolvimento das forças armadas dos EUA. É responsável pela criação de invenções e inovações revolucionárias, como a Web e a tecnologia furtiva.
“Esta é uma organização que diz: ‘O que precisamos em dez, 20, 50 anos?’ E investimos em uma série de ideias diferentes e tentamos continuar ampliando os limites do que é fisicamente, humanamente e tecnicamente possível”, disse Smith.
A DARPA impulsiona a inovação tecnológica de duas maneiras, desenvolvendo programas orientados para a defesa por conta própria e lançando desafios, abrindo oportunidades para pessoas e entidades fora do sistema militar apresentarem novas soluções para problemas tecnológicos.
Para o Desafio, as equipes são obrigadas a construir um drone pesando 55 libras ou menos, incluindo motores, combustível e/ou baterias. Os drones são obrigados a voar em um percurso fixo de oito quilômetros, transportando uma carga útil de pelo menos 110 libras.
“Se você tivesse um drone de 55 libras, essa proporção de carga útil de 4:1 renderia 220 libras de carga útil. Isso leva você à Parte 107. Mas obtivemos uma isenção 44807 da FAA, o que nos permite fazer isso sob esses parâmetros”, disse Smith.
Os participantes serão obrigados a voar com seus drones em um percurso designado por um complete de oito quilômetros, sendo que os primeiros seis quilômetros transportam sua carga útil. Depois de desembarcar a carga, o drone terminará a última milha do percurso descarregado e pousará em um native de pouso específico.
“É uma tabela de classificação muito simples”, disse Smith. Assim que o drone concluir o percurso, desde que não ultrapasse os limites do percurso ou restrições de tempo, será divulgada a pontuação da relação carga útil / peso da equipe, que servirá de classificação. “Então, em todos os voos subsequentes, todos tentarão superar essas pontuações.”
Ao last da competição, serão concedidos prêmios em dinheiro às equipes que obtiverem as três melhores pontuações.
Ampla participação incentivada
Para atrair a participação de um amplo grupo de inovadores, a DARPA estabeleceu requisitos de entrada bastante abertos. Havia apenas uma estipulação significativa: embora as equipes internacionais tenham sido incentivadas a participar, o Desafio exige que o líder da equipe seja americano ou, no caso de equipes corporativas, uma empresa com sede nos Estados Unidos.
Os organizadores do desafio receberam originalmente inscrições de mais de 480 inscrições potenciais. Após vários meses de desenvolvimento e acompanhamento das inscrições, a lista de potenciais participantes foi reduzida para cerca de 200, depois 131 e finalmente 115 equipes.
“Esperamos que se mantenha estável em 115, mas isso é aviação, isso é desenvolvimento, experimentação. As pessoas sofrerão acidentes. Haverá atrasos em peças e coisas assim. Existe a possibilidade de descermos um pouco quando chegarmos a Dayton”, disse Smith.
As equipes participantes representam uma ampla faixa do ecossistema de produção de drones, incluindo pequenos e médios produtores de drones, bem como empresas de manufatura especializadas em outras indústrias fora da produção de drones.
“Temos várias universidades. Temos entusiastas de garagem que estão literalmente nos enviando fotos de seus drones em suas salas de estar ou em suas garagens. E também temos uma ou duas organizações governamentais que se reuniram e decidiram tentar competir também”, disse ele.
Empresas na lista de drones proibidos são inelegíveis
Os requisitos de entrada, no entanto, impedem a participação do líder world na produção de drones de carga pesada. A DJI, sediada na China, e outras empresas sediadas em países considerados pelo Departamento de Defesa como apresentando altos riscos de segurança não são elegíveis para participar da competição.
Além desta proibição, os requisitos de entrada para o Desafio impuseram menos restrições do que seriam impostas aos produtores de drones para aplicações exclusivamente militares. Por exemplo, como o Desafio não se destina apenas ao desenvolvimento de aplicações militares, os participantes não têm de garantir que todos os componentes dos seus UAV têm de ser compatíveis com a NDAA.
“Decidimos que se trata de inovação e exploração do espaço. E assim, a melhor maneira de fazer isso é olhar ao redor do mundo e ver quais peças existem por aí”, disse Smith.
“Há um segundo componente disso. Se pudermos fazer esse avanço na aviação, isso incentivará a base de subfornecedores aqui na América com os novos regulamentos da FCC”, disse ele. “Portanto, esperamos obter investimento e desenvolvimento de peças de subfornecedores, porque agora eles sabem que existe um mercado futuro aqui que é muito melhor do que o que vemos globalmente, que há um incentivo e margem de lucro.”
Mais tarde, se o Desafio resultar na obtenção de contratos de defesa para os seus produtos, os vencedores serão obrigados a cumprir a NDAA.
“Será um evento muito divertido. Ótimo para amigos e familiares virem, trazerem as crianças e assistirem à nova história sendo feita com o DARPA Carry Problem, história antiga no museu, e então eles poderão ir ao Flight Fest e construir e pilotar aviões eles próprios”, disse Smith.
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Jim Magill é um escritor baseado em Houston com quase um quarto de século de experiência cobrindo desenvolvimentos técnicos e econômicos na indústria de petróleo e gás. Depois de se aposentar em dezembro de 2019 como editor sênior da S&P International Platts, Jim começou a escrever sobre tecnologias emergentes, como inteligência synthetic, robôs e drones, e as formas como elas contribuem para a nossa sociedade. Além de DroneLife, Jim é colaborador da Forbes.com e seu trabalho apareceu no Houston Chronicle, no US Information & World Report e na Unmanned Methods, uma publicação da Affiliation for Unmanned Car Methods Worldwide.