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Pesquisadores da Delft University of Technology, na Holanda, desenvolveram um drone que voa autonomamente utilizando processamento de imagem e controle neuromórfico, inspirado nos cérebros animais. Esta inovação representa um avanço significativo em eficiência energética e de dados para pequenos drones. Os cérebros animais utilizam menos dados e energia comparados às redes neurais profundas que operam em GPUs (unidades de processamento gráfico), tornando os processadores neuromórficos ideais para drones pequenos.
Os resultados são impressionantes: durante o voo, a rede neural do drone processa dados até 64 vezes mais rápido e consome três vezes menos energia do que quando operada em uma GPU. Esta tecnologia promete transformar drones em dispositivos tão pequenos, ágeis e inteligentes quanto insetos ou pássaros voadores. As descobertas foram publicadas recentemente na revista *Science Robotics*. **Aprendizado com cérebros de animais: redes neurais pulsantes** A inteligência artificial (IA) atual depende de redes neurais profundas que exigem vasto poder de computação. Os cérebros dos animais processam informações de maneira distinta, utilizando pulsos elétricos para comunicação, que são energeticamente eficientes.
Inspirados por isso, cientistas estão desenvolvendo processadores neuromórficos que permitem a execução de redes neurais pulsantes, prometendo maior velocidade e eficiência energética. “Os cálculos realizados pelas redes neurais pulsantes são muito mais simples do que os das redes neurais profundas convencionais”, explica Jesse Hagenaars, doutorando e um dos autores do estudo. A eficiência energética é ainda mais aumentada quando processadores neuromórficos são usados com sensores neuromórficos, como câmeras que enviam sinais apenas quando há mudança de brilho. Essas câmeras são rápidas, eficientes em termos de energia e funcionam bem em condições de luz variada, podendo alimentar diretamente redes neurais pulsantes em processadores neuromórficos.
**Primeira demonstração de visão e controle neuromórfico em drones** No artigo publicado na *Science Robotics* em 15 de maio de 2024, os pesquisadores da Delft University of Technology demonstram pela primeira vez um drone que utiliza visão e controle neuromórfico para voo autônomo. Eles desenvolveram uma rede neural pulsante que processa sinais de uma câmera neuromórfica e gera comandos de controle para o drone. Esta rede foi implementada no chip de pesquisa neuromórfica Loihi da Intel. Federico Paredes-Vallés, um dos pesquisadores, explica: “Projetamos uma rede com dois módulos: um para perceber visualmente o movimento e outro para mapear este movimento para comandos de controle. A rede unida funcionou imediatamente no robô real.”
Com visão e controle neuromórfico, o drone pode voar a diferentes velocidades sob diversas condições de luz, inclusive com luzes piscantes que geram sinais não relacionados ao movimento. **Eficiência energética e velocidade aprimoradas com IA neuromórfica** “Nossas medições confirmam o potencial da IA neuromórfica. A rede funciona entre 274 e 1600 vezes por segundo, comparado a apenas 25 vezes por segundo em uma pequena GPU embarcada, uma diferença de até 64 vezes! Além disso, o chip Loihi consome apenas 7 miliwatts para rodar a rede, enquanto a GPU consome 2 watts,” explica Stein Stroobants, doutorando em drones neuromórficos. **Futuras aplicações da IA neuromórfica para pequenos robôs**
“IA neuromórfica tornará todos os robôs autônomos mais inteligentes,” afirma Guido de Croon, Professor de drones bio-inspirados. “Trabalhamos em pequenos drones autônomos para monitoramento de culturas em estufas e controle de estoque em armazéns. Pequenos drones são seguros, podem navegar em espaços estreitos e são econômicos, permitindo sua implantação em enxames. O trabalho atual é um grande avanço, mas a realização dessas aplicações dependerá da miniaturização adicional do hardware neuromórfico e da expansão das capacidades para tarefas mais complexas, como navegação,” estamos muito próximos de conseguirmos fabricar Drones de tamanho ideal para utilização mais ampla e de maior aplicabilidade e diversificação na utilização, conclui Croon.
