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Noé vem aí (novo detector de enchente é novidade)

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De baixo custo, sistema criado no campus local informa em tempo real o nível d’água em dois pontos do córrego Monjolinho, que atravessa a cidade

Desenvolver um meio rápido e barato para avisar em tempo real, com mensagens SMS, as autoridades sobre os riscos da ocorrência de enchentes. Esta é a proposta da equipe do pesquisador Jó Ueyama, do Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da USP de São Carlos. Em dois anos, o grupo replicou nas imediações no Campus 1 uma experiência semelhante desenvolvida em rios ingleses pela universidade britânica de Lancaster.

Batizado de e-Noé, o sistema obteve autorização do posto local do Departamento de Águas e Energia Elétrica do Estado (DAEE) para monitorar em tempo real dois trechos do fundo do córrego Monjolinho com histórico de transbordamentos. O primeiro protótipo do kit com sensores foi instalado na Avenida Trabalhador São-Carlense, a cem metros da portaria do Campus 1 da USP. O outro, em ponto próximo de duas concessionárias de veículos, na altura da rotatória do Shopping Iguatemi.

Segundo o professor Jó, cientista da computação, o e-Noé tem como diferencial o custo do kit com sensores, de fácil montagem e orçado em média em R$ 1,4 mil cada: R$ 400 o valor de cada protótipo e mais R$ 1 mil a instalação. Cada conjunto é formado por dois sensores analógicos, com funções específicas. O primeiro mede a pressão do corpo d’água, para informar secas e enchentes. O segundo analisa a turbidez aquática, um indicativo de poluição.

Sala de controle

Outro aprimoramento da pesquisa foi a transmissão de dados sem fio, usando a tecnologia Zigbee. Este padrão de rede Wi-Fi permite enviar informações para distâncias de até 1,5 quilômetro, consumindo pouca bateria. Os dados sobre as oscilações do nível do curso d’água são remetidos para um computador na guarita do Campus 1. E seguem de lá, retransmitidos em tempo real, via fibra óptica, para os servidores do ICMC, no coração do campus.

O sensor funciona identificando diferenças de tensão elétrica no córrego, a partir das marcações de uma régua (coluna d’água) instalada no fundo do córrego. O sistema desenvolvido no ICMC-USP tem um “histórico” hídrico, que compara a todo instante o nível atual com os já registrados em cada período.

Quando ultrapassados os limites preestabelecidos, há risco de enchentes. O passo seguinte do sistema é disparar, de modo automático, mensagem de texto (SMS) com o alerta de possível enchente para números de celulares cadastrados. E assim avisar em tempo hábil a prefeitura e órgãos de proteção da população (Defesa Civil, Corpo de Bombeiros e agentes de controle de trânsito) para prevenir perdas materiais e humanas.

Programadores

Jó sugere que o ideal seria que cada município passasse a monitorar, em caráter permanente, todos os pontos críticos na área urbana. Comenta que, no caso de São Carlos, sua equipe desenvolve um site para informar a população em tempo real sobre o nível da água.

Além do professor, a equipe do ICMC-USP envolvida com o e-Noé é formada pelo graduando Murilo Marin Pechoto, de Ciência da Computação, que aprimorou a rede de transmissão dos dados, e mais o pesquisador João Porto de Albuquerque, responsável pelo desenvolvimento do programa de tomada de decisão do sistema, sua interface e o futuro site do software. Suas funcionalidades permitem apurar, interpretar e gerar gráficos em tempo real dos dados recebidos do curso d’água.

Futuramente, o grupo pretende oferecer o sistema de monitoramento antienchente como software livre e gratuito. A ideia é auxiliar as outras cidades brasileiras com históricos de enchentes.

O projeto foi financiado pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp), Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), Rede Nacional de Ensino e Pesquisa (RNP) e Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Sistemas Embarcados Críticos (INCT-SEC).

Controle

Segundo a assessoria de imprensa da prefeitura de São Carlos, a cidade já dispõe desde 2009 de um moderno sistema de alerta via mensagem de texto para celulares (SMS). Ressaltou que os pesquisadores do ICMC-USP foram informados sobre o Plano Municipal de Segurança Pública, em execução desde 2001, e aprimorado desde então.

Disse ainda: “Esta é uma das primeiras cidades a fazer o alerta para comerciantes e moradores próximos aos córregos e áreas de risco. Além disso, estamos atualizando o mapa de risco e essas informações podem ser úteis para o aprimoramento de nova proposta de parceria com a universidade”.

Rogério Mascia Silveira
Da Agência Imprensa Oficial

Reportagem publicada originalmente na página III do Poder Executivo I e II do Diário Oficial do Estado de SP do dia 19/07/2012. (PDF)

O carro que dispensa motorista

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Projeto desenvolvido por pesquisadores da USP São Carlos cria veículo para ser conduzido de modo autônomo, com o uso de computadores

Imagine a cena: um carro de passeio comum, com passageiros, segue rota predefinida por ruas e rodovias e trafega em velocidade segura, sem sobressaltos. Detalhe: sem motorista no volante. Se algum pedestre ou animal se aproximar, o veículo reduz a velocidade de modo suave até parar totalmente e aguardar a passagem. Se a via estiver interrompida por um obstáculo, como uma árvore caída, a rota será recalculada e retomada por caminho alternativo.

Não é ficção. Estas são algumas das características presentes no Carina II, sigla que identifica o Carro Robótico Inteligente para Navegação Autônoma. Iniciado em 2009, o projeto é do Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da USP São Carlos e do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Sistemas Embarcados Críticos (INCT-SEC).

Um dos objetivos do trabalho desenvolvido no Laboratório de Robótica Móvel (LRM) é prevenir acidentes e aumentar a eficiência do trânsito em geral. Assim, são realizadas simulações e provas de campo com veículos e computadores capazes de analisar todo o ambiente ao redor do veículo e também acelerar, diminuir a marcha, frear e esterçar as rodas, entre outras atividades.

O primeiro projeto dos cientistas de São Carlos foi o Carina I, carrinho elétrico para campo de golfe com controle 100% autônomo, considerado o mais avançado criado no Brasil. Funciona com a indicação de pontos de GPS (satélite). A partir deles, o computador mapeia o terreno e identifica ruas, guias e calçadas para executar a rota. Por ser menor e ter mecânica mais simples que o Carina II, ainda é utilizado em muitas pesquisas e situações.

Repasse de tecnologia

A pesquisa com sistemas embarcados críticos em veículos autônomos envolve dezenas de professores e alunos de graduação e pós. Os custos são financiados pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp) e pelo Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq).

A empresa Jacto, de máquinas agrícolas, também apoia o projeto. E já usa em seus produtos algumas das tecnologias desenvolvidas em São Carlos, em tarefas como pulverização e limpeza de terrenos.

De acordo com os professores Fernando Osório, Denis Wolf e Valdir Grassi Júnior, docentes do ICMC-USP e responsáveis pelo projeto, a ideia é beneficiar a inovação tecnológica no Brasil. A meta é favorecer a segurança dos veículos atuais, a partir dos muitos dispositivos que estão sendo testados. Com esse tipo de veículo será possível facilitar a vida de motoristas idosos e pessoas com deficiência.

Para os professores, outra ideia é estimular as montadoras de automóveis instaladas no País a terem centros nacionais de pesquisa e desenvolvimento.

Criatividade e dedicação

As atividades com o Carina II começaram no final de 2011, com a compra de um Palio Adventure. A escolha do modelo considerou algumas características essenciais para a pesquisa, como direção hidráulica, aceleração eletrônica, câmbio automático e suporte superior para instalação de sensores. Também era imprescindível haver espaço suficiente para abrigar diversos equipamentos envolvidos com o controle autônomo.

O passo seguinte foi encontrar um profissional capaz de preparar o veículo para o trabalho acadêmico, sem descaracterizá-lo como carro de passeio convencional. Ou seja, permitir dois modos distintos de controle: o tradicional, com motorista; e o autônomo, guiado pelos computadores.

Segundo os pesquisadores, estas adaptações vão além da formação acadêmica deles, por serem em sua maioria cientistas de computação. Quem vem conseguindo tal ‘proeza’ é o mecânico Carlos Alberto Griffo, funcionário da Fiat e dono de oficina em São Carlos. E a cada novo tipo de teste a ser feito, novas adequações são necessárias, pelo fato de o trabalho ser artesanal e exigir muita criatividade.

Os próximos passos com o Carina II são desenvolver um sistema de auxílio ao motorista, para atuar como copiloto, e identificar e notificar situações de risco iminentes. O conjunto todo, incluindo o veículo e equipamentos, custou R$ 180 mil. E muitas das experiências feitas com os dois veículos podem ser conferidas em vídeos publicados no site do projeto.

Na chuva e no escuro

Os dois principais equipamentos acoplados no Palio Adventure são um motor elétrico suíço que vira o volante nas manobras e um conjunto de câmeras e sensores de movimentos importado dos Estados Unidos e instalado no teto. A aceleração e frenagem são eletrônicas, controladas por computador, e dispensam equipamentos para pressionar os pedais.

Com 100 metros de alcance e contemplando todas as direções, a câmera principal dá dez giros por segundo por meio de 32 feixes de lasers infravermelhos e identifica em tempo real 700 mil pontos no ambiente com precisão de centímetros. Superior à visão humana, o sistema reconhece tudo que estiver ao redor do veículo.

Funciona de dia ou de noite do mesmo modo, independentemente das condições climáticas. Assim, em fração de segundo consegue distinguir moto, árvore, caminhão, pedestre, carro, animal, caçamba, etc. E a partir daí tomar decisões, de acordo com as informações armazenadas na memória do sistema, sobre qualquer tipo de obstáculo fixo ou móvel.

Rogério Mascia Silveira
Da Agência Imprensa Oficial

Reportagem publicada originalmente na página I do Poder Executivo I e II do Diário Oficial do Estado de SP do dia 23/05/2012. (PDF)