Há tantas palavras que eu nunca usaria para descrever um drone. Segredo. Sutil. Não importa qual seja o oposto desagradável. Isso ocorre principalmente porque os drones tendem a emitir sons altos e raivosos de abelhas, mas também é a aparência deles em vôo: com seu movimento incrivelmente linear e capacidade ainda menos inteligente de pairar completamente imóvel, eles tendem a ser vistos como uma afronta à natureza.
Num artigo apresentado esta semana na conferência RSS 2026 em Sydney, especialistas em robótica da Northwestern University em Evanston, Illinois, demonstraram um drone chamado Phantom Twist que é essencialmente invisível para os humanos e mais difícil de ver em voo do que um quadcóptero típico. Eles conseguiram isso com a ajuda do design computacional e, embora o hardware resultante seja, na minha opinião, uma ordem de magnitude mais insultante à natureza do que um quadricóptero típico, ele funciona surpreendentemente bem.
O fantasma gira e gira tão rápido que é quase invisível.Michael Rubenstein/Universidade Northwestern
O truque aqui é fácil de ver, mesmo que o drone não seja tão óbvio. Ao girar e voar a uma frequência de 15 a 25 Hz, Phantom Twist aproveita o medíocre sistema visual humano para transformar objetos sólidos em rotação em manchas opacas. O olho humano precisa de um certo tempo (geralmente cerca de 100 milissegundos) para integrar o que vemos antes que toda a cena seja enviada ao nosso cérebro para processamento. Objetos em movimento podem causar problemas para este sistema, pois se eles se moverem com rapidez suficiente, nossos olhos serão forçados a calcular a média do movimento de toda a cena, combinando-a com qualquer coisa no fundo, criando um desfoque transparente. Este efeito é chamado de “persistência de visão”. Para algo tão giratório como o Phantom Twist, esse desfoque de movimento vem da rotação rápida do drone e funciona porque a maioria dos drones é habilmente projetada para espaços vazios.
Drones que giram em vôo não são novidade – já cobrimos muitos deles no passado, incluindo o Picolissimo e vários drones de reencarnação inspirados no vôo giratório das sementes de bordo. O que torna o Phantom Twist único é que o design é otimizado computacionalmente para baixa visibilidade.
Controle como um drone como este voa
Antes de entrarmos nisso, porém, uma nota rápida sobre como um drone como este pode voar de forma controlada, porque não é nada óbvio. Com apenas um motor e sem superfície de controle, a única entrada de controle possível é através do próprio motor e, ao pulsar o motor a tempo de acelerar ou desacelerar durante cada rotação, o drone pode transladar em qualquer direção. O controle de altitude vem da alteração do impulso geral do motor, cujas características rotacionais tornam o drone passivamente estável.
Hastes de fibra de carbono conectam a bateria, o controlador, alguns contrapesos, motores e hélices. O robô de pesquisa também inclui tags de rastreamento óptico.Michael Rubenstein/Universidade Northwestern
Os componentes necessários para tal drone incluem motores e hélices, algumas baterias, um controlador, alguns contrapesos (que podem ser substituídos por mais baterias ou carga útil), hastes de fibra de carbono de 0,8 mm para conectar tudo e um conector para um transmissor portátil para acelerar tudo. real arranjo A flexibilidade desses componentes é incrível, e é aí que entra a invisibilidade.
“O espaço de design é altamente dimensional”, explica Michael Rubinstein, da Northwestern University. “É muito difícil para os humanos pesar todas as compensações entre as restrições físicas necessárias para um vôo estável e a aparência visual de um drone giratório, e não acho que implementaríamos facilmente um projeto de baixa visibilidade.”
A visibilidade (ou invisibilidade) do Phantom Twist depende principalmente de quão bem os diferentes componentes se alinham entre si da perspectiva de uma pessoa que observa o drone. Quanto mais componentes estiverem alinhados entre si quando um drone está voando, menos fundo será visível através do drone giratório e mais óbvio será o drone. Como você pode estar olhando para o drone de muitos ângulos diferentes, e o drone deve ser estável o suficiente para um vôo controlado, há muitas coisas diferentes que precisam ser otimizadas ao mesmo tempo, e é por isso que o design computacional funciona aqui.
O design final do Phantom Twist foi gerado usando um otimizador iterativo, com o objetivo de minimizar uma métrica chamada Learning Perceptual Image Patch Similarity, ou LPIPS, garantindo ao mesmo tempo que o design ainda realmente funciona. LPIPS é a diferença entre duas imagens: uma imagem de fundo e uma imagem de fundo sobreposta com um drone giratório simulado. Quanto menor for a diferença, menos visível será o design. Seria difícil para um ser humano contabilizar todas as variáveis simultaneamente, mas Rubinstein diz que o design final faz sentido intuitivamente porque “pipelines automatizados preferem colocar componentes onde eles não se sobrepõem visualmente quando girados, ou onde os componentes estão muito próximos do centro de rotação”.
Aqui são mostradas duas versões do drone Phantom Twist e seu lançador portátil. A versão mais otimizada (linha inferior) reposiciona a interface do launcher, removendo componentes que estavam muito próximos do eixo central, tornando-os mais visíveis.Michael Rubenstein/Universidade Northwestern
De um conjunto inicial de aproximadamente 20.000 configurações possíveis do Phantom Twist, o design otimizado (aquele que você vê ou não em fotos e vídeos) teve uma pontuação LPIPS de 0,0104. Um Phantom Twist projetado manualmente terá aproximadamente o dobro da visibilidade e uma pontuação LPIPS de cerca de 0,2, enquanto um quadricóptero convencional (mesmo tamanho) terá mais de dez vezes a visibilidade. Também é possível realizar mais otimizações nos fios e aumentar a transparência da linha de base dos próprios componentes.
O Phantom Twist é atualmente controlado por um sistema de rastreamento óptico, o que significa que ainda não pode voar fora de um ambiente controlado. Mas Rubinstein construiu outros drones baseados em princípios semelhantes no passado e os voou com sucesso ao ar livre, e ele está otimista quanto ao uso dessas tecnologias para tirar o Phantom Twister do laboratório. O comportamento rotacional pode até permitir algumas capacidades de detecção úteis, disse ele. “Uma possibilidade interessante é montar uma câmera em um corpo giratório. À medida que o veículo gira, ele pode capturar imagens em todas as direções, criando efetivamente uma visão de 360 graus do ambiente circundante que pode ser usada para navegação e controle a bordo.”
Quanto ao uso de um drone como o Phantom Twist – supondo que o som possa ser um pouco atenuado (e existem maneiras possíveis de conseguir isso), o micro-drone furtivo poderia fazer todo tipo de coisa, sendo a aplicação mais óbvia a vigilância secreta. Rubinstein disse que está pessoalmente entusiasmado com o potencial de observação da vida selvagem. “Drones menos invasivos podem observar animais enquanto minimizam o impacto no comportamento natural dos animais”. Os elefantes certamente apreciarão isto em particular.
Para uma visão mais aprofundada de todos os detalhes do projeto, leia este artigo: Projeto computacional de drones de baixa visibilidade usando métricas de percepção humanaescrito por Jingxian Wang, Chen Yu, David Matthews, Emma Alexander, Sam Kriegman e Michael Rubenstein da Northwestern University, será apresentado esta semana no RSS 2026 em Sydney.
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