Navegação autônoma pelo Atlântico

Cruzar o Atlântico em um barco é desafiador o suficiente para um marinheiro humano. Mas e um computador? BBC Future visita uma regata de vela para robôs.

Ninguém jamais navegou em um barco autônomo pelo Atlântico. Poucos tentaram, apenas um punhado de equipes competiu no Desafio Microtransat transatlântico desde que começou em 2010. Todos falharam, para a empresa chamada Offshore Sensing, viajou 1,500 quilômetros - mais da metade, antes de começar a andar em círculos.

Oficialmente, o vencedor do Microtransat é a equipe mais rápida a realizar a travessia; na verdade, o vencedor é o primeiro. Eles estabeleceram regras, como um comprimento máximo da embarcação (2.4 m ou 8 pés) e um sistema para evitar obstáculos / colisões. Mas as equipes podem simplesmente lançar seus barcos a qualquer momento entre julho e dezembro, e não importa a direção que vão: Terra Nova para a Irlanda ou vice-versa.

Os concorrentes incluem clubes universitários, mas também empresas de embarcações autônomas como a Offshore Sensing (uma empresa que fabrica embarcações de pesquisa autônomas movidas a vela) e até mesmo a Academia Naval dos Estados Unidos. Afinal, o objetivo principal é apenas terminar. A diversão da competição e a busca de longo prazo para cruzar o Atlântico são, para muitos dos participantes, subprodutos de negócios ou projetos de pesquisa.

Sailbuoy tem uma pequena vantagem. É uma empresa comercial que vende barcos semelhantes para aplicações em pesquisas oceanográficas e meteorológicas. A embarcação que enviou no Microtransat já havia completado vários meses de navegação autônoma no agitado Mar do Norte sem problemas.

De cima, o barco parece um pouco com uma prancha de surfe, com um painel solar no meio e um
vela trapezoidal perto da frente. Além da vela, ele fica baixo na água, cortando o caminho com o nariz e a cauda afilados. O mar agitado a joga de um lado para outro, até mesmo lavando por cima, sem danificá-la, e parece, quase milagrosamente, manter um curso estável.

Outros também estão de olho no desafio e têm novas idéias sobre como resolvê-lo. Na Universidade de Ciências Aplicadas de Aland, uma pequena equipe de engenheiros constrói veleiros robóticos e os inscreve em competições desde 2013. Este ano, eles compraram uma vela rígida tipo “asa” de 2.8 m (9.2 pés), de um fabricante de aeronaves sueco e o montaram em seu veleiro de 2.4 m (8 pés), ASPire.

ASP significa Autonomous Sailing Platform, e é branco como Sailbuoy, mas com um casco mais profundo e estreito e a vela de asa alta e retangular, flanqueada por dois aerofólios menores. Ambas as plataformas foram construídas não para competir em uma corrida, mas para atuar como ferramentas de pesquisa, carregando sensores de água para medir pH, temperatura, condutividade e salinidade.

Apesar do foco na pesquisa, dos riscos de usar a vela de asa nova e não comprovada e um sistema não testado, a Aland Sailing Robots entrou em seu navio no Campeonato Mundial de Vela Robótica em setembro, realizado em Horten, na Noruega - e venceu.

O World Robotic Sailing Championships é um spin-off do Microtransat em que equipes de universidades ou empresas em áreas relacionadas competem durante quatro dias em diferentes tarefas, incluindo uma corrida de frota, uma competição de varredura de área, prevenção de colisão e manutenção de estação, onde o barco deve manter sua posição por cinco minutos.

Corrida de largada escalonada
Em um primeiro dia ventoso ao longo da enseada de Oslofjord na Noruega, uma corrida de largada escalonada viu ASPire lançar rapidamente atrás de um barco da Noruega. Enquanto os barcos se dirigiam para o porto interno de Horten, uma baía próxima a um estaleiro com a Suécia visível do outro lado da água, a equipe de Aland observou seu barco pegar lentamente e, em seguida, passar pelo barco da frente.

“Foi bom ver isso”, diz Anna Friebe, gerente de projeto da Aland Sailing Robots. “Eu realmente não achava que seríamos capazes de competir. Mas acabou funcionando bem na hora. ”

Embora a força da equipe seja a engenharia de software e a análise situacional, eles ainda precisam ser adeptos da engenharia mecânica para fazer o barco operar em mares desafiadores. O ASPire foi construído sobre um casco com pesos de chumbo estabilizadores na quilha que foi usado em uma competição de vela paraolímpica. Para isso, além da vela de asa, a equipe montou os sensores de pesquisa e construiu uma plataforma para guinchá-los até a água.

Os barcos no World Robotic Sailing Championships variam em tamanho e forma, desde o futurista ASPire até um pequeno veleiro tradicional de duas velas que parece o tipo de veleiro de controle remoto que uma criança navegaria em um lago.

No segundo dia de competição, o fiorde foi encoberto pela chuva porque os barcos usaram o vento, o ângulo das velas e o leme para se posicionar precisamente sem se mover.

Como todas as competições, um computador de bordo, programado com antecedência, deveria ser capaz de reconhecer as condições do vento, entender sua própria localização e manipular a vela e o leme para compensar. Também neste, Aland venceu, à frente do segundo colocado, o University College of Southeast Norway e a US Naval Academy em terceiro lugar.

O terceiro dia contou com a varredura da área, onde os barcos tiveram 30 minutos para cobrir o máximo possível de uma área designada.

A maioria usava uma manobra de virada tradicional para traçar um caminho, jogando a linha para abrir a vela ou enrolando-a para mudar o ângulo. Em vez disso, a vela da asa da ASPire girava em torno de um mastro central, o que, segundo Friebe, simplificou as operações.

Visto de cima, o caminho de ASPire parece uma grade de cortador de grama, em comparação com as pilhas de espaguete de outro barco, e então Aland fez uma varredura completa, já que o evento de prevenção de colisão do quarto dia foi cancelado devido à falta de vento suficiente.

A Aland Sailing Robots foi formada para competir no Microtransat, mas a pressão financeira, a maior parte de seu financiamento vem do Fundo Europeu de Desenvolvimento Regional e vai para a plataforma de pesquisa marinha, significa que eles não tiveram os recursos para fazer uma tentativa de travessia.

O objetivo do Microtransat, segundo o organizador Colin Sauze, é contribuir para as plataformas de monitoramento oceânico, mas também proporcionar uma oportunidade de aprendizagem.

Tanto a Aland quanto a Offshore Sensing estão se concentrando principalmente na pesquisa aquática. Os robôs oferecem várias grandes vantagens sobre os outros meios de aquisição de dados oceânicos, diz Peddie. As outras opções, uma bóia flutuante ou uma embarcação tripulada, são menos móveis ou mais caras.

Um navio de pesquisa tradicional pode custar US $ 20,000 por dia, o que Peddie diz que poderia operar um veleiro autônomo por vários meses, incluindo o custo do barco. Além disso, os pequenos barcos (Sailbuoy tem dois metros de comprimento e pesa 200 libras) podem ir a lugares que os barcos tripulados não podem, como o caminho de um furacão ou campos vulcânicos ou de icebergs.

Muitas das outras equipes, tanto no Microtransat quanto no Campeonato Mundial de Vela Robótica, são administradas pela indústria ou têm parceria com a indústria.

A equipe da Academia Naval dos Estados Unidos o usa como educação para o pessoal naval (seu barco, Trawler Bait, foi capturado por pescadores mais de uma vez). Metade da equipe chinesa é da Universidade de Xangai e a outra metade é de uma empresa. O instituto de pesquisa naval norueguês enviou um barco autônomo para ajudar no evento.

E muito do que eles trabalham pode ser aplicado até mesmo além de navios à vela. O transporte autônomo já está crescendo, e os padrões que os competidores do Microtransat devem atender para evitar colisões são os mesmos estabelecidos pela Organização Marítima Internacional, e o sistema de identificação automática que a equipe da Aland usou para transmitir e receber o curso e a velocidade de outras embarcações é o mesmo que os navios comerciais usam.

“Para nós, como empresa, não era um grande negócio, o Microtransat real”, diz Peddie. “Mas eu tenho seguido esses caras por vários anos e acho que é um conceito interessante. Também é algo que tem um significado histórico, como Lindbergh voou basicamente a mesma distância que conecta a América à Europa. ”

Ainda assim, Peddie planeja tentar novamente no próximo ano, uma vez que o Sailbuoy, que foi recolhido por um navio de pesca, seja devolvido e consertado (eles ainda não sabem bem o que há de errado com ele).

“Gostaríamos apenas de ser os primeiros a fazer isso e conseguir cruzar esta parte do oceano”, diz ele. “No próximo ano, espero que administremos as 3,000 milhas completas.”

Fonte: BBC Future