Inteligência artificial- A tecnologia no comando dos novos horizontes da

aviação

Esta matéria está disponível da aviação e Mercado, edição 5. Texto

Claudia Terra #cmdterra

https://www.yumpu.com/pt/document/view/56817460/aviacao-e-

mercado-revista-5

Texto Cláudia Terra #cmdterra

Na ciência da computação, a IA (Inteligência Artificial) elabora dispositivos que

simulam capacidade humana de raciocinar, perceber, tomar decisões e resolver

problemas, enfim, a capacidade de ser inteligente. Essa ciência faz parte da vida atual

no planeta com as mais diversas formas de interação e palicação, partindo dos

simples computadores e droids pessoais, automóveis, até interações interplanetárias

com satélites e veículos espaciais submersíveis. A aviação é uma das indústrias mais

fortemente regulamentada do mundo. As razões para isso estão sendo relacionadas

principalmente à segurança. A história da aviação foi construída em cima de inúmeros

incidentes que levaram à construção de conjuntos de regras rígidas que ajudaram e

continuam ajudando a indústria a fornecer mais segurança ao transporte aéreo.

Incidentes de aviação são poucos e distantes entre si, se comparados com outros

meios de transporte e estão ficando mais raros a cada ano, mesmo assim, eles ainda

tendem a chamarem a atenção nos noticiários. Alguns graus de automação de fato

contribuiriam e continuam a contribuir para a evolução da aviação. Mas até agora o

controle e intervenção humana sempre estiveram no coração dos comandos, desde

pilotos a controladores de tráfego aéreo, porém isso tende a mudar. O consenso é que

os carros sem motoristas já estão nas ruas. Se um carro pode autodirigir- se ao redor

de outros veículos, pedestres e outros objetos fixos e móveis, o que impede os aviões

de voarem por si mesmos? O frete aéreo parece ser o ponto de entrada óbvia para

aviões sem piloto, assim como caminhões sem motorista estão prestes a perturbar a

indústria do transporte terrestre.

Pesquisadores da University College London, da Inglaterra, estão dando um passo

adiante através da aplicação da verdadeira IA para um piloto automático. Em vez de

apenas programá-lo para fazer alguns perfis pré-planejados, a equipe está utilizando

aprendizado de máquina para fazer um piloto automático mais resistente, que pode se

adaptar às novas condições. Considerando que um piloto automático tradicional pode

desistir quando um motor falhar ou diante de turbulência ficar muito tenso, este novo

design inclina-se em sua experiência para continuar voando. Estes cenários apontam

para o poder real da IA na sua forma plenamente desenvolvida. Ela é preditiva em vez

de reativa. Assim como o seu telefone avisa quando você deve a sair para a reunião,

um aplicativo da aviação poderá criar o perfil VNAV perfeito de voo, mostrando como

você está voando ou como está sua taxa de consumo de combustível e diante disso,

fornecer alertas personalizados antes de o piloto pedir. Ou também poderá sugerir

uma nova rota em voo, quando os ventos mudarem.

No século 21 a tecnologia IA tornou-se amplamente utilizada como elemento de

sistemas maiores. Ela continua a desenvolver-se em numerosos campos incluindo a

robótica, que se tornou comum em muitas indústrias, onde muitas vezes robôs

realizam tarefas que são consideradas perigosas para os humanos. Os robôs têm se

mostrado eficazes em empregos que são muito repetitivos e que podem levar a erros

ou acidentes devido a um lapso na concentração e outros trabalhos que os seres

humanos podem considerar degradantes.

Em 2014 a China, o Japão, os Estados Unidos, a República da Coreia e a Alemanha

representaram 70% do volume total de vendas de robôs. Na indústria automobilística,

um setor com particularmente elevado grau de automação, o Japão teve a maior

densidade de robôs industriais do mundo cerca de 1.414 robôs por 10.000

funcionários. A inteligência artificial é implementada em assistentes automatizados

online que podem ser vistos como avatares em páginas da web. Pode ajudar as

empresas a reduzirem o seu custo de operação e de treinamento. É uma moderna

tecnologia subjacente a estes sistemas de processamento de linguagem natural.

Atualmente as grandes empresas estão investindo em TI para lidar com cliente no

futuro. Em um desenvolvimento recente, a Google criou uma ferramenta que analisa a

linguagem e converte voz em texto. A plataforma pode identificar clientes irritados

através de sua linguagem e responde-los apropriadamente. As empresas têm

trabalhado com a IA em diferentes aspectos de serviço ao cliente e melhorado a

relação desse com empresa.

A inteligência artificial tem sido usada em uma ampla gama de áreas, incluindo o

diagnóstico médico, mercado financeiro, controle de droids, gadgets, sensoriamento

remoto, pesquisas científicas e brinquedos. Mas, em muitos casos, o uso da IA, no

entanto, não são percebidos como IA. Milhares de aplicações da IA já estão

profundamente integradas na infraestrutura em milhares de setores. Dentro da IA há

inteligência programável, que são aplicativos, softwares programáveis, ou seja, você

Diz a eles o que fazer, e há a inteligência ou computação cognitiva, que vai além

disso, ela transforma os dados recebidos em conhecimentos, interpreta , elas tem

capacidade de aprender sozinhas. Um exemplo disso é o sistema Watson, quê,

simplificando, é um sistema de perguntas e respostas construído pela IBM para o

processamento avançado de linguagem natural, recuperação de informação,

representação de conhecimento, raciocínio automatizado e tecnologias de

aprendizado de máquinas. Ele usa mais de 100 técnicas diferentes para analisar a

linguagem natural, identificar origem, localizar e gerar hipóteses, localizar e marcar

evidências, formular hipóteses e gerar respostas de modo interpretativo.

O uso de inteligência artificial em simuladores está provando ser muito útil para a

Divisão de Operações Aéreas (AOD). Simuladores de avião estão usando a inteligência

artificial para processar os dados provenientes de voos simulados. Além do voo

simulado, é realizada também a simulação de combate entre aeronaves. Os

computadores são capazes de vir acima, trazendo com os melhores cenários de

sucesso nessas situações, mostrando-se plenamente eficientes.

Os computadores com softwares específicos também podem criar estratégias

baseadas na colocação, tamanho, velocidade e nas forças contrárias. Aos pilotos

podem ser dada assistência no ar durante os combates eletrônicos. Os programas de

inteligência artificial podem classificar as formações e fornecer ao piloto as melhores

manobras possíveis, além de realizar manobras que seriam impossíveis para um ser

humano executar. Aeronaves múltiplas são necessárias para obter boas aproximações

em alguns cálculos para pilotos de simulador que são usados para coletar dados. Esses

simuladores de voos também são usados para formar futuros controladores de tráfego

aéreo.

O sistema utilizado pela AOD, a fim de medir o desempenho, foi o Diagnóstico

Interativo e Isolamento do Sistema ou IFDIS. Esse sistema especializado é baseado em

regras para reunir informações de documentos TF-30 e os pareceres dos peritos da

mecânica que trabalham na TF-30, que foi concebido para ser utilizado no

desenvolvimento do complexo TF-30 para o RAAF F-111C. O desempenho do sistema

foi também usado para substituir os trabalhadores especializados. A AOD também usa

inteligência artificial em reconhecimento de voz software. Os controladores de tráfego

aéreo estão dando instruções aos pilotos artificiais. Os programas que incorporam o

software de voz devem ser treinados, o que significa que eles usam redes neurais. O

programa utilizado é o Verbex 7000, um programa muito atual, que esta sendo

aperfeiçoado.

A Inteligência Artificial, apoiada no Projeto de Aeronaves Inteligentes ou AIDA, é usada

para ajudar os designers no processo de criação de desenhos conceituais de novas

aeronaves. Este programa permite que os designers se concentrem mais em si e

menos sobre o processo de design. A AIDA utiliza sistemas baseados em regras para

calcular seus dados. Este é um diagrama da disposição dos módulos de AIDA. Apesar

de simples, o programa tem se mostrado eficaz.

Em 2003, o Center Dryden Flight Research (Centro de pesquisa de voo) da NASA e

muitas outras empresas, iniciaram testes com software que permite que um avião

danificado possa continuar em voo até uma área de aterrissagem segura. O software

compensa todos os componentes danificados, identificando os componentes não

danificados. A rede neural utilizada no software provou ser eficaz e marcou um triunfo

para a inteligência artificial aérea.

A NASA também usa um sistema de gestão a bordo de uma aeronave que deve

processar e interpretar dados provenientes de vários sensores na aeronave. O sistema

tem de ser capaz de determinar a integridade estrutural da aeronave. O sistema

também precisa implementar protocolos em caso de qualquer dano ocorrido no

veículo especial.

Mas aqui, em solo, alguns sistemas também têm modernizado a comunicação no meio

aéreo, como a SMGCS (Advanced Surface Movimento de Orientação & Control

System). A Orientação do Movimento de Superfície Avançada e Sistemas de Controle é

um sistema que permite o encaminhamento, orientação e vigilância para o controle de

aeronaves e veículos, a fim de manter a taxa de movimento da superfície declarada em

todas as condições meteorológicas, dentro do plano operacional de visibilidade do

nível do aeródromo (AVOL), enquanto se mantém íntegro o nível de segurança. A

SMGCS é um sistema modular que consiste em diferentes funcionalidades para apoiar

o movimento seguro, ordenado e expedito das aeronaves e veículos em aeródromos

sob todas as circunstâncias em relação à densidade de tráfego e à complexidade de

configuração do aeródromo, tendo em conta a capacidade exigida em várias condições

de visibilidade. Ela é mais do que apenas um conjunto de sistemas que também inclui

procedimentos complementares que, pelo menor nível de implementação, visa

proporcionar uma melhor consciência situacional aos controladores. A SMGCS é um

elemento essencial para a as torres de controles inteligentes (ITWP), que combina

vigilância, ferramentas de controlador e redes de segurança para os controladores do

aeródromo. Suas funções básicas são: vigilância, controle, planejamento, routing e

orientação.

A- SMGCS Nível 1 faz uso de uma melhor vigilância e procedimentos, cobrindo área de

manobra para veículos terrestres e área de movimento de aeronaves. Aos

controladores são dadas posição de tráfego e informações de identidade, que é um

importante passo desde o tradicional radar de movimento da superfície de imagem

(SMR);

A- SMGCS Nível 2 (vigilância + segurança nets ) adiciona redes de segurança que

protegem pistas e áreas designadas e procedimentos associados. Alertas apropriados

são gerados para os controladores em caso de conflitos entre todos os veículos em

pista e a incursão de aviões designados para os locais restritos;

A- SMGCS Nível 3 (detecção de conflitos) envolve a detecção de todos os conflitos na

área de movimento, bem como a melhoria da orientação e planejamento para uso

pelos controladores;

A- SMGCS Nível 4 (resolução de conflito, planeamento e orientação automática)

fornece resoluções para todos os conflitos e planejamento automático e orientação

automática para os pilotos, bem como aos controladores. Essa versão tem conceito

novo e atualmente esta sendo introduzida em alguns dos principais aeroportos de

todo o planeta. A-SMGCS funciona alimentando todos os tipos de informações de

muitas fontes diferentes para um sistema que pode unir todos os dados e ajudar os

aviões e controladores em solo. Esse sistema é implementado com a IA no controle das

operações auxiliando pilotos e controladores.

Até o momento, uma das maiores inovação da IA, na aviação, centrou-se sobre o

controle do avião ou dos seus sistemas. As coisas ficam muito mais interessantes

quando essa tecnologia é usada para tarefas de tomada de decisões reais. Para esse

tipo de trabalho, a aprendizagem de máquina é associada com as redes de

aprendizagem neurais, permitindo criar poderosos algoritmos, que tentam "pensar"

como um ser humano. Nesse ponto, estão, na sua maioria, em fase de teoria, mas

existem algumas possibilidades excitantes, com grandes possibilidades de realizarem-

se.

A Inteligência artificial desenvolveu-se rapidamente na Guerra Fria, quando os EUA

entraram em conflito com a União Soviética em uma corrida armamentista. A

inteligência artificial militar estava anos à frente da aviação civil e muito

provavelmente essa realidade continua. Aqui no Brasil temos um esquadrão formado

por aeronaves não tripuladas, o Esquadrão Hórus (1°/12° GAV), unidade da Força

Aérea Brasileira (FAB), responsável pela operação das aeronaves não tripuladas (VANT)

Hermes 450 e Hermes 900, que atuaram em diversas operações e exercícios de

interesse do Comando da Aeronáutica e do Ministério da Defesa. Tem frota composta

por quatro aeronaves remotamente pilotadas. A unidade realiza missões como

Controle Aéreo Avançado, Posto de Comunicações no Ar e Reconhecimento Aéreo. O

Esquadrão Hórus está sediado na Base Aérea de Santa Maria (RS) e representa uma

nova era na aviação militar brasileira. Na mitologia egípcia, Hórus é um deus com

cabeça de falcão, com dois olhos que representam o sol e a lua. Com esse poder é o

Deus dos Céus, vencedor na batalha contra o Deus do Caos e por isso o rei dos vivos.

O 1°/12° GAV é a primeira unidade aérea do país a operar este tipo de aeronave. O

Esquadrão Hórus conta com dois modelos de aeronaves, entre elas o Hermes 450, com

capacidade de voar a mais de cinco mil metros de altitude e levar uma carga útil de

150 kg. O equipamento pode cumprir missões de buscas, controle aéreo avançado e

reconhecimento, com a vantagem de voar por longos períodos com revezamento de

tripulação em solo e em segurança. As aeronaves remotamente pilotadas trabalham

de forma conjunta com as aeronaves tradicionais de reconhecimento, como R-99, R-35

e RA-1. “Cada um tem o seu próprio nicho. O grande destaque da ARP é a capacidade

de permanecer no acompanhamento dos alvos por mais tempo. Com duas aeronaves,

podemos nos manter 24 horas sobre a área de interesse”, explica o comandante do

1°/12° GAV.

O Hermes 450 tem sistemas eletro-óticos capazes de localizar e acompanhar alvos

tanto durante o dia, quanto à noite e pode ser utilizado também em tempos de paz,

para realizar buscas. O Esquadrão Hórus foi criado como resultado do Grupo de

Trabalho Victor, que durante um ano operou os Hermes 450 experimentalmente para

estudar o emprego das ARP na Força Aérea Brasileira. Além de Santa Maria, há o

planejamento para que novas unidades sejam criadas nos próximos anos em bases da

Força Aérea nas regiões Norte e Centro-Oeste do Brasil.

As características técnicas das aeronaves não tripuladas são: peso de decolagem 450

quilos, comprimento 6 metros, envergadura 10 metros, carga útil 150 quilos,

autonomia de até 16hs, teto operacional 18.000 pés e velocidade máxima 170 km/h.

Os pilotos que compõem o esquadrão cumprem missões no solo, sem efetivamente

guarnecer aviões. Isso não quer dizer que eles não pilotem. O termo Aeronave

Remotamente Pilotada (ARP), criado como uma categoria de Veículo Aéreo Não-

Tripulado, que destaca exatamente o papel do controle do piloto em solo. Além da

aeronave em si, uma ARP inclui também sistemas em solo que permitem o controle, a

telemetria e recepção das imagens. Por esse motivo é também chamada de Sistema

ARP, que envolve o aparato necessário para manter o controle da missão. Todo o

conjunto também pode ser transportado a bordo de aviões, o que permite ao

Esquadrão Hórus deslocar-se fácil e rapidamente para qualquer região do país.

Um programa de helicóptero autônomo foi projetado para dar ao fuzileiro naval no

solo a possibilidade de solicitar uma entrega de alimento por meio aéreo. Ele voa para

o local com a mínima assistência humana e autonomamente pode pousar em uma

área de aterragem austera e hostil. Após a entrega, o helicóptero vai autonomamente

retornar à sua origem ou avançar para outro ponto de entrega.

O programa concentra-se em fazer a operação do sistema pela Marinha no campo

extremamente intuitivo, sem necessidade de formação avançada para operar o

sistema. O helicóptero habilitado para AACUS está equipado com sensores abordo

baseados em LIDAR, que lhe permite detectar e evitar obstáculos, avaliar a área de

aterragem, rota e capacidades de planeamento para executar missões.

Mas, a história da IA não é tão recente como imaginamos, o seu primeiro uso foi na

vigilância aérea ítalo-turca entre 1911 e 1912. Foi amplamente utilizada por ambos os

lados na Primeira Guerra Mundial. Os alemães fizeram cerca de 4.000 fotografias

aéreas por dia. O plano de espião mais notável foi construído pelo russo chamado -

"Il'ya Mourometz". Durante a Segunda Guerra Mundial os Estados Unidos construíram

várias aeronaves como B-17 Flying Fortress, B-24 Liberator e a P-51 Mustang, que

foram usadas para invasão em território inimigo, inserção de agentes de inteligência e

ataques aéreos táticos.

Diante do paradigma de mudança na aviação, de humano centrado no controle das

máquinas e que historicamente, fez voos tão seguros, para o controle da máquina por

outra máquina inteligente, pode fazer muitos resistirem à mudança. Mas tanto quanto

a IA possa ferir o orgulho de seres humanos, as máquinas são melhores e ficarão ainda

melhores do que nós em muitas tarefas rotineiras e não tão mundanas. É apenas uma

questão de tempo até que possamos construir sistemas autônomos, que possam nos

levar voando do ponto A para o B, como veículos autônomos já o fazem. No momento

em que nós estivermos fazendo o voos mais seguros, mais rápidos e mais eficientes, a

inteligência artificial será melhor entendida e de modo simples. Várias empresas estão

acreditando e investindo nessa tecnologia e levando a aviação a novas conquistas.

A Garmin demonstrou as características do Telligence para aeronaves no EAA

AirVenture, em 2016, em Oshkosh, Wisconsin. O GTN atualização de software adiciona

outros recursos, incluindo rádios disponíveis antes da partida do motor, adicionando

uma trilha vetor de voo, compensação opcional de planos de todos armazenados de

voo e waypoints e vários outros recursos inteligentes. Os operadores europeus têm a

possibilidade de exibir pontos de relatório visual no mapa em movimento. O Telligence

já esta certificado e disponível para ser instalado, e certamente não é o último

produto no comando de voz que iremos ter. A Garmin é uma empresa de tecnologia

americana, que desenvolve produtos de consumo baseados na tecnologia GPS. Em

1995 as vendas atingiram 105 milhões de dólares e em 2006 atingiram um total de

1770 milhões de dólares, um aumento de 73 % dos 1.03 mil milhões de 2005. É uma

empresa de tecnologia pesquisa, detecção, navegação, orientação, aeronáutica e

produção de sistemas e instrumentos náuticos. Garmin Corporation, atualmente

sediada em Chicago, foi formada em Taiwan, em janeiro de 1990, por dois engenheiros

elétricos, Gary Burrell e Dr. Min Kao. Burrell e Kao tinham sido empregados pela King

Radio Corporation, com sede no Kansas, fabricante de rádios e equipamentos de

navegação de aeronaves, que foi adquirida pela Allied Corp (mais tarde Allied Signal).

Em 1985 Burrell havia projetado a primeira combinação navegação e rádio de

comunicações para aviação geral. A empresa produz também, gadgets para uso

pessoal, câmeras fotográficas de ação, sistemas de localização para automóveis,

motos, náuticos e vários outros.

Bilhões de dólares estão sendo gastos para desenvolver tecnologia robótica com

inteligência que evita obstáculos, tráfego ou autodiagnostica um problema mecânico e

retorna para a base. Centenas de ideias interessantes surgem e são postas em muitos

testes drives em drones, antes de serem instaladas em uma aeronave. Se a história

serve de guia, a regulamentação move-se muito mais lenta do que a tecnologia. O que

é possível e o que está certificado não são as mesmas criações. A FAA é sempre muito

cautelosa na aprovação de novas tecnologias aeronáuticas.

Como é frequentemente também, quando se debate a tecnologia, a discussão

rapidamente se torna binária: a inteligência humana vs inteligência artificial,

inteligência estendida, assim como qualquer tecnologia é simplesmente uma

ferramenta. Quando usadas adequadamente pode melhorar a segurança, utilidade e

diversão durante o voo. Isso é emocionante! É uma realidade de um futuro que já esta

no horizonte. Inteligência Artificial (IA) é mais um desses termos que parece ser, na

mente de muitos, como algo distante. Na verdade ela está a cada dia fazendo parte da

rotina moderna, de modo natural e tornando-se mais eficiente a cada atualização e

aplicação. Ela é mais uma das muitas e fantásticas tecnologias criadas por humanos,

que somam para maior eficiência e superação das próprias atividades humanas, em

benefício da própria civilização. Alguns podem resistir e criticar, como muitos

criticaram a aviação no passado distante, mas estamos aqui e voando! Varemos para o

infinito e além, com a tecnologia!