Meet the dazzling flying machines of the future | Raffaello D'Andrea

Tradutor: Margarida Ferreira Revisora: Isabel Vaz Belchior

What started as a platform for hobbyists

O que começou como uma plataforma para amadores

is poised to become a multibillion-dollar industry.

vai transformar-se numa indústria de milhares de milhões de dólares.

Inspection, environmental monitoring, photography and film and journalism:

Vigilância, controlo do ambiente, fotografia, cinema e jornalismo,

these are some of the potential applications for commercial drones,

são algumas das possíveis aplicações dos "drones" comerciais.

and their enablers are the capabilities being developed

É possível, graças ao conhecimento que se desenvolve

at research facilities around the world.

em instalações de investigação pelo mundo inteiro.

For example, before aerial package delivery

Antes de as entregas de encomendas por via aérea

entered our social consciousness,

virem a fazer parte da nossa vida,

an autonomous fleet of flying machines built a six-meter-tall tower

uma frota autónoma de máquinas voadoras construiu uma torre com 6 metros de altura,

composed of 1,500 bricks

formada por 1500 tijolos,

in front of a live audience at the FRAC Centre in France,

perante uma audiência em direto, no centro FRAC, em França.

and several years ago, they started to fly with ropes.

Já há uns anos, começaram a voar com cabos.

By tethering flying machines,

Se ligarmos máquinas voadoras,

they can achieve high speeds and accelerations in very tight spaces.

elas podem atingir altas velocidades e acelerações em espaços muito apertados.

They can also autonomously build tensile structures.

Também podem construir, sozinhas, estruturas extensíveis.

Skills learned include how to carry loads,

Aprenderam a transportar cargas,

how to cope with disturbances,

a lidar com perturbações,

and in general, how to interact with the physical world.

e, em geral, como interagir com o mundo físico.

Today we want to show you some new projects that we've been working on.

Hoje vamos mostrar novos projetos em que temos estado a trabalhar.

Their aim is to push the boundary of what can be achieved

O objetivo é empurrar os limites do que elas podem alcançar

with autonomous flight.

num voo autónomo.

Now, for a system to function autonomously,

Para que um sistema funcione autonomamente,

it must collectively know the location of its mobile objects in space.

tem que conhecer a localização de todos os seus objetos móveis no espaço.

Back at our lab at ETH Zurich,

No nosso laboratório em ETH Zurique,

we often use external cameras to locate objects,

usamos câmaras exteriores para localizar objetos,

which then allows us to focus our efforts

o que nos permite concentrar os nossos esforços

on the rapid development of highly dynamic tasks.

na evolução rápida de tarefas extremamente dinâmicas.

For the demos you will see today, however,

Mas, hoje, vamos usar nas demonstrações

we will use new localization technology developed by Verity Studios,

uma nova tecnologia de localização, desenvolvida pela Verity Studios,

a spin-off from our lab.

uma subsidiária do nosso laboratório.

There are no external cameras.

Não há câmaras exteriores.

Each flying machine uses onboard sensors to determine its location in space

Cada máquina voadora usa sensores integrados que determinam a sua localização no espaço

and onboard computation to determine what its actions should be.

e tem um computador integrado que determina a ação a executar.

The only external commands are high-level ones

Os únicos comandos exteriores são os de alto nível,

such as "take off" and "land."

como "descolar" e "aterrar".

This is a so-called tail-sitter.

Esta é uma máquina que aterra na vertical.

It's an aircraft that tries to have its cake and eat it.

É uma nave que tenta comer o bolo e ficar com ele.

Like other fixed-wing aircraft, it is efficient in forward flight,

Tal como outras naves de asas fixas, é eficaz no voo,

much more so than helicopters and variations thereof.

muito mais eficaz que os helicópteros e as suas variantes.

Unlike most other fixed-wing aircraft, however,

Mas, ao contrário da maior parte de naves de asas fixas,

it is capable of hovering,

é capaz de pairar,

which has huge advantages for takeoff, landing

o que tem enormes vantagens, para a descolagem, a aterragem

and general versatility.

e uma versatilidade genérica.

There is no free lunch, unfortunately.

Infelizmente, não há bela sem senão.

One of the limitations with tail-sitters

Uma das limitações destas aeronaves

is that they're susceptible to disturbances such as wind gusts.

é que são suscetíveis a perturbações como rajadas de vento.

We're developing new control architectures and algorithms

Estamos a desenvolver novas arquiteturas e algoritmos de controlo

that address this limitation.

para eliminar esta limitação.

The idea is for the aircraft to recover

A ideia é que a aeronave recupere a estabilidade

no matter what state it finds itself in,

qualquer que seja a situação em que se encontre

and through practice, improve its performance over time.

e, através da prática, melhore o desempenho, com o tempo.

(Applause)

(Aplausos)

OK.

Ok.

When doing research,

Quando fazemos investigação,

we often ask ourselves fundamental abstract questions

fazemos perguntas abstratas fundamentais

that try to get at the heart of a matter.

que tentam chegar ao cerne da questão.

For example, one such question would be,

Por exemplo, uma dessas perguntas seria:

what is the minimum number of moving parts needed for controlled flight?

"Qual é o número mínimo de partes móveis necessárias para um voo controlado?

Now, there are practical reasons

Há razões práticas

why you may want to know the answer to such a question.

para querermos saber a resposta a esta pergunta.

Helicopters, for example,

Os helicópteros, por exemplo,

are affectionately known as machines with a thousand moving parts

são conhecidos como máquinas com mil partes móveis,

all conspiring to do you bodily harm.

que conspiram para nos prejudicar fisicamente.

It turns out that decades ago,

Acontece que, há décadas,

skilled pilots were able to fly remote-controlled aircraft

pilotos competentes conseguiram pôr a voar aeronaves com controlo remoto

that had only two moving parts:

que tinham apenas duas partes móveis:

a propeller and a tail rudder.

uma hélice e um leme na cauda.

We recently discovered that it could be done with just one.

Recentemente, descobrimos que era possível fazê-lo só com uma.

This is the monospinner,

Este é o "monospinner",

the world's mechanically simplest controllable flying machine,

a máquina voadora mecanicamente controlável mais simples do mundo.

invented just a few months ago.

inventada apenas há uns meses.

It has only one moving part, a propeller.

Tem uma única parte móvel, uma hélice.

It has no flaps, no hinges, no ailerons,

Não tem abas, nem dobradiças, nem "ailerons",

no other actuators, no other control surfaces,

não tem atuadores, nem superfícies de controlo,

just a simple propeller.

apenas uma simples hélice.

Even though it's mechanically simple,

Apesar de ser simples, mecanicamente,

there's a lot going on in its little electronic brain

passa-se muita coisa neste pequeno cérebro eletrónico

to allow it to fly in a stable fashion and to move anywhere it wants in space.

que lhe permite voar de modo estável e mover-se para onde quiser no espaço.

Even so, it doesn't yet have

Mesmo assim, ainda não tem

the sophisticated algorithms of the tail-sitter,

os algoritmos sofisticados da aeronave anterior.

which means that in order to get it to fly,

o que significa que, para a pôr a voar,

I have to throw it just right.

tenho que o atirar como deve ser.

And because the probability of me throwing it just right is very low,

Mas, como é baixa a probabilidade de eu a atirar como deve ser,

given everybody watching me,

dado que estão todos a olhar para mim,

what we're going to do instead

vamos mostrar um vídeo

is show you a video that we shot last night.

que fizemos a noite passada.

(Laughter)

(Risos)

(Applause)

(Aplausos)

If the monospinner is an exercise in frugality,

Se o "monospinner" é um exercício sobre a frugalidade,

this machine here, the omnicopter, with its eight propellers,

esta máquina aqui, o omnicóptero, com as suas seis hélices,

is an exercise in excess.

é um exercício sobre o exagero.

What can you do with all this surplus?

O que é que podemos fazer com todo este excedente?

The thing to notice is that it is highly symmetric.

Uma coisa a notar é que é extremamente simétrico.

As a result, it is ambivalent to orientation.

Por isso, é ambivalente quanto à orientação.

This gives it an extraordinary capability.

Isso dá-lhe uma capacidade extraordinária.

It can move anywhere it wants in space

Pode movimentar-se para onde quiser, no espaço,

irrespective of where it is facing

independentemente do sítio para que estiver virado

and even of how it is rotating.

e mesmo de como estiver a girar.

It has its own complexities,

Tem as suas complexidades,

mainly having to do with the interacting flows

que têm a ver, principalmente, com os fluxos interativos

from its eight propellers.

das suas oito hélices.

Some of this can be modeled, while the rest can be learned on the fly.

Alguns podem ser modelados,

enquanto os restantes podem ser aprendidos durante o voo.

Let's take a look.

Vamos ver.

(Applause)

(Aplausos)

If flying machines are going to enter part of our daily lives,

Se as máquinas voadoras vão passar a fazer parte da nossa vida diária,

they will need to become extremely safe and reliable.

precisam de ser extremamente seguras e fiáveis.

This machine over here

Esta máquina aqui

is actually two separate two-propeller flying machines.

é formada por duas máquinas voadoras separadas, de duas hélices cada.

This one wants to spin clockwise.

Esta quer girar para a direita.

This other one wants to spin counterclockwise.

Esta quer girar para a esquerda.

When you put them together,

Quando as juntamos,

they behave like one high-performance quadrocopter.

comportam-se como um quadricóptero de alto rendimento.

If anything goes wrong, however --

Mas, se houver qualquer contratempo

a motor fails, a propeller fails, electronics, even a battery pack --

— uma falha de motor, da hélice, da eletrónica, até duma bateria —

the machine can still fly, albeit in a degraded fashion.

a máquina continua a voar, embora de modo deficiente.

We're going to demonstrate this to you now by disabling one of its halves.

Vamos mostrar isso desligando uma das metades.

(Applause)

(Aplausos)

This last demonstration

Esta última demonstração

is an exploration of synthetic swarms.

é a exploração dos enxames sintéticos.

The large number of autonomous, coordinated entities

O grande número de entidades autónomas, coordenadas,

offers a new palette for aesthetic expression.

apresenta uma nova paleta para a expressão estética.

We've taken commercially available micro quadcopters,

Agarrámos em micro quadricópteros, disponíveis comercialmente,

each weighing less than a slice of bread, by the way,

cada um deles pesando menos do que uma fatia de pão,

and outfitted them with our localization technology

e equipámo-los com a nossa tecnologia de localização

and custom algorithms.

e algoritmos personalizados.

Because each unit knows where it is in space

Como cada unidade sabe onde se situa no espaço,

and is self-controlled,

e é autocontrolada,

there is really no limit to their number.

não há limite para o seu número.

(Applause)

(Aplausos)

(Applause)

(Aplausos)

(Applause)

(Aplausos)

Hopefully, these demonstrations will motivate you to dream up

Esperamos que estas demonstrações vos motivem a sonhar

new revolutionary roles for flying machines.

com novos papéis revolucionários para máquinas voadoras.

That ultrasafe one over there for example

Esta ultrassegura aqui, por exemplo,

has aspirations to become a flying lampshade on Broadway.

tem aspirações de vir a ser um abajur voador na Broadway.

(Laughter)

(Risos)

The reality is that it is difficult to predict

A realidade é que é difícil prever

the impact of nascent technology.

o impacto duma tecnologia nascente.

And for folks like us, the real reward is the journey and the act of creation.

Para pessoas como nós,

a verdadeira recompensa é o processo e o ato da criação.

It's a continual reminder

É um lembrete constante

of how wonderful and magical the universe we live in is,

de como o universo em que vivemos é tão maravilhoso e mágico

that it allows creative, clever creatures

que permite que criaturas inteligentes e criativas

to sculpt it in such spectacular ways.

o esculpam de modos tão espetaculares.

The fact that this technology

O facto de esta tecnologia

has such huge commercial and economic potential

ter um potencial comercial e económico tão grande

is just icing on the cake.

é apenas a cobertura do bolo.

Thank you.

Obrigado.

(Applause)

(Aplausos)