Inovação autônoma para servir ao bem maior

Ao combinar robótica, automação e inteligência artificial (IA), pesquisadores e estudantes de engenharia de Maryland estão construindo soluções que podem ajudar a salvar vidas, proteger propriedades e proteger o meio ambiente.

Um desses sistemas, Robost, a entrada de Maryland em uma competição administrada pela agência de defesa DARPA, pesquisaria rapidamente e avalia lesões em locais de desastres ou violência. O Roboscout de Informações foi projetado para coletar pode ajudar os socorristas priorizando os cuidados médicos, um processo chamado Triage. O projeto ambicioso, enquanto em seus estágios iniciais, é um passo inovador em direção a sistemas autônomos para ajudar o maior número possível de pessoas sobreviver a esses eventos.

Descubra como Robost funcionaria.

Ajudar os socorristas é apenas um exemplo do potencial boa tecnologia autônoma pode fazer. Os engenheiros da UMD estão construindo sistemas que abordam uma infinidade de desafios, além de preparar os trabalhadores atuais – e futuros – para essa revolução da inovação.

Monitorando incêndios florestais

Os incêndios florestais podem acender em lugares remotos. Mas com muita frequência, sua fúria destrutiva invade casas e comunidades. Somente em janeiro de 2025, incêndios florestais na Califórnia queimaram mais de 57.000 acres, custando 29 vidas e destruindo mais de 16.000 casas e outras estruturas. Os engenheiros de Maryland estão projetando sistemas baseados em drones para avaliar autonomamente e até lutar incêndios como esses de cima.

Duas equipes estão trabalhando em projetos separados com metas relacionadas. O primeiro visa desenvolver drones que os departamentos de bombeiros poderiam voar sobre incêndios para coletar informações sobre eles em tempo real, para que possam tomar decisões mais informadas sobre como combatê -las. A IA da máquina possuiria a capacidade de navegar por um incêndio por conta própria.

Durante todo o tempo, avaliaria imagens de suas câmeras visíveis e infravermelhas para identificar as áreas de queima abaixo. Esses dados seriam transmitidos ao solo, onde os bombeiros poderiam usá -los para encontrar um incêndio ou modificar suas estratégias para combatê -lo.

Uma segunda equipe, chamada Crossfire, está participando da competição XPRIZE Wildfire, que desafia os participantes a desenvolver tecnologia autônoma capaz de detectar um incêndio em estágio inicial em algum lugar em uma área de 1.000 quilômetros quadrados e depois suprimi-la (tudo em 10 minutos). Para apagar um incêndio uma vez identificado, a equipe está experimentando um supressor de incêndio bem estabelecido: água.

Essa tarefa provavelmente seria realizada por um drone ou drones diferentes, que liberaria um navio que transporta água que se rompe em uma altura predeterminada acima do fogo.

Por fim, Fernando Raffan-Montoya, professor assistente de engenharia de proteção contra incêndio que lidera o primeiro projeto de incêndio selvagem e colaborando no Crossfire, prevê sistemas como esses que informam decisões no terreno, como quando solicitar evacuações. Enquanto isso, a supressão de incêndio baseada em drones poderia um dia proteger as comunidades de um incêndio que se aproximava, diz ele.

Entre as mudanças climáticas, o que cria condições mais propício aos incêndios e aumento da construção em áreas de terras selvagens, o problema continuará a crescer. “Acreditamos que a autonomia trará uma parte muito necessária da solução”, diz Raffan-Montoya.

Entrega médica urgente

A Ilha Smith de Maryland não tem uma farmácia, por assim dizer uma receita, qualquer um dos cerca de 200 ilhéus deve levar um barco pela Baía de Chesapeake até o continente. Mas as opções são limitadas, pois as balsas podem funcionar apenas uma vez por dia, ou com menos frequência em mau tempo.

Essa logística pode ser particularmente problemática para residentes com condições crônicas de saúde – diabetes, doenças cardíacas e similares – que devem tomar medicamentos regularmente. Além disso, as situações urgentes ocasionalmente surgem quando alguém precisa de uma receita em pouco tempo.

“Há casos em que 24 horas podem fazer uma grande diferença”, diz John Slaughter, diretor do UAS Research and Operations Center da UMD, localizado no sul de Maryland.

Trabalhando com parceiros, incluindo o estado de Maryland, o Slaughter lidera uma equipe que está desenvolvendo uma solução: drones que entregam medicamentos à ilha e talvez trazem de volta amostras, como frascos de sangue, para testes. Com esse sistema autônomo, eles pretendem ajudar a melhorar a saúde dos residentes da ilha, particularmente os mais vulneráveis ​​entre eles que podem ter necessidades médicas e problemas em andamento em andamento.

A equipe ainda não se estabeleceu em um modelo de drones, mas como o voo é relativamente longo, eles planejam usar uma máquina com eficiência energética que decola e aterrissa como um helicóptero, mas voa como um avião entre os locais. Depois de selecionar um drone, pretendem modificá-lo para lidar com uma carga útil com menos de cinco libras (0,45 kg) que inclui a câmera que ela usa para navegação.

Eles pretendem dar à IA do drone o que é chamado de “autonomia condicional”, diz Slaughter. “Será capaz de chegar ao local de entrega, com o piloto ‘andando junto”, por assim dizer, monitorar seu progresso e intervir se houver um problema “.

Fazenda de ostras mais produtiva e sustentável

Ao espalhar as ostras jovens para semear uma nova colheita, os agricultores de ostras de Chesapeake Bay não têm como saber com certeza que o fundo do mar oferece as condições certas para os bivalves crescerem. Da mesma forma, ao arrastar uma draga para recuperar sua colheita, um agricultor tem informações limitadas sobre onde melhor recuperar ostras maduras, levando a danos colaterais desnecessários ao ecossistema abaixo.

Uma equipe liderada por Miao Yu, professora de engenharia mecânica, pretende atualizar essas estratégias de longa data para tornar a agricultura mais eficiente e produtiva e menos destrutiva. “Queremos mudar a prática atual de essencialmente uma abordagem aleatória para o plantio e a colheita de precisão”, diz ela.

Yu está liderando um projeto que visa tornar a criação de frutos do mar mais inteligente e sustentável. Como parte disso, ela e seus colegas estão desenvolvendo tecnologias de robótica e IA que pesquisarão autonomamente o fundo do mar de lotes agrícolas de mariscos como os da baía.

Um robô submerso com uma câmera colecionava imagens detalhadas debaixo d’água, enquanto amarrava um barco ou um robô na superfície da água. Este segundo robô seria equipado com um dispositivo de sonar que emite pulsos de som para criar uma imagem acústica sobre um campo de visão maior.

Com base nessas informações, os algoritmos de AI criariam um mapa da fazenda e avaliariam a colheita, incluindo, por exemplo, a densidade das ostras em um determinado local. Um modelo de IA separado geraria recomendações para os agricultores, incluindo as coordenadas do GPS para que um caminho siga ao colher.

Por fim, a equipe pretende ajudar os agricultores a melhorar seu rendimento de ostras em pelo menos 10%. Essa abordagem mais estratégica também pode oferecer outros benefícios, incluindo a proteção do fundo do mar e a redução do consumo de combustível. O aumento da produção de ostras também pode fornecer uma fonte de proteína responsável por níveis mais baixos de emissões de gases de efeito estufa do que outras fontes desse nutriente, principalmente a carne bovina.