Uma pesquisa da Virginia Tech sugere que há uma grande variação no risco que os RPAs apresentam para as pessoas no chão.

Muitas das aplicações mais promissoras para essas aeronaves, incluindo entrega de pacotes, segurança pública e gerenciamento de tráfego envolvem vôos sobre pessoas e aumentam a possibilidade, por pouco que seja, de um impacto entre a aeronave e um humano.

Assim, antes que os sistemas de aeronaves não tripulados, também conhecidos como drones possam ser utilizados de forma eficiente pelas inúmeras indústrias ansiosas para empregá-los, os formuladores de políticas precisam entender quais lesões que essas aeronaves poderiam causar e quais recursos de projeto, limitações operacionais e regulamentos poderiam ajudar na prevenção.

* no Brasil o sobrevoo de pessoas não anuentes com drones é vedado, salvo com autorizações especiais(geralmente nos voos realizados pelo próprio Estado ou por contratados). Temos uma das melhores legislações do mundo quando se fala em tráfego aéreo, ainda há itens a evoluir, mas no geral é muito boa, quem legisla e controla são ANAC,DECEA e ANATEL, e quem tem o poder de fiscalização são as forças de segurança pública e GMs.

Sem dados experimentais robustos sobre esses tópicos, os regulamentos da Administração Federal da Aviação (FAA – Órgão Norte Americano que regula a aviação tripulada e os drones) atualmente proíbem as operações dos drones sobre as pessoas. Os operadores podem solicitar uma exceção, mas a FAA concedeu apenas três, todas de alcance extremamente limitado.

O grupo de biomecânica de lesões de renome mundial da Virginia Tech com apoio da FAA deseja preencher essa lacuna e lançaram o primeiro estudo acadêmico para oferecer dados quantitativos sobre o risco de lesão associado a potenciais colisões drone-humano.

A pesquisa, publicada nos Anais de Engenharia Biomédica, avaliou o risco de lesão de cabeça e pescoço de três pequenas aeronaves comercialmente disponíveis em uma variedade de cenários de impacto. Essa pesquisa representa um passo crítico para o desenvolvimento de padrões de segurança dos RPAS que podem minimizar o risco de lesões catastróficas ou fatais por operações sobre pessoas.

A equipe de biomecânica de lesões é liderada por Steven Rowson, professor assistente de engenharia e mecânica biomédica na Faculdade de Engenharia, e Stefan Duma, professor de Engenharia de Harry Wyatt e diretor interino do Instituto de Tecnologia Crítica e Ciências Aplicadas. A vasta experiência do grupo que avalia o risco de ferimento inclui um extenso trabalho nas indústrias automotiva e esportiva – ambas as áreas em que os padrões de segurança baseados em evidências foram eficazes na redução de feridos catastróficos e fatais.

A Virginia Tech Mid-Atlantic Aviation Partnership, que administra o local de testes, ajudou a projetar e conduzir as experiências.

A equipe usou três aeronaves comercialmente disponíveis, com massas variando de 1,2 kg a 11 kg; A aeronave impactou um manequim de teste cuja cabeça e pescoço continham sensores para medir aceleração e força.

Em um conjunto de testes, a aeronave foi levada para o manequim a toda velocidade; em outro, os drones foram jogados diretamente na cabeça do manequim em diferentes orientações.

As forças produzidas por esses impactos foram avaliadas em relação aos benchmarks padrão para as forças que podem causar lesões potencialmente graves ou com risco de vida – fraturas do crânio, por exemplo.

Em geral, o risco de lesão aumentou com a massa da aeronave. Por exemplo, em testes de queda com o drone mais pequeno, o risco de lesão grave no pescoço foi inferior a 10%; Para a maior aeronave, o risco médio aumentou para 70%.

Esses resultados sugerem que um subconjunto de pequenos drones já pode ser seguro para operar sobre pessoas. Outras aeronaves, no entanto, apresentam um risco significativo de lesão, mesmo aqueles dentro dos limites de massa e velocidade delineados nas diretrizes da Part 107 da FAA para operações comerciais.

Os dados também mostram que, apesar de maiores velocidades de impacto nos testes de vôo ao vivo, os testes de queda – que facilitaram o contato mais direto entre o centro de massa da aeronave e a cabeça do manequim – tendiam a resultar em acidentes mais graves. Isso reflete uma linha comum nos números: a natureza do impacto teve uma influência significativa sobre a probabilidade de lesão resultante.

“Existe uma grande variedade de riscos”, disse Rowson. “Em alguns casos, era baixo e, em alguns casos, era alto, e há lições que podemos tirar para reduzir o risco de lesões de forma deliberada através do design do produto”.

Durante os impactos em que a aeronave foi desviada para fora do corpo – por um braço de rotor saliente, por exemplo – a força e o risco de lesão resultante foram reduzidos. As características da aeronave projetadas especificamente para redirecionar seu centro de massa no caso de um impacto podem tornar injúrias graves menos prováveis.

Os dados mostraram que o risco de lesão também foi reduzido quando a aeronave se deformou após o impacto ou quando as peças se soltaram. Essas deformações e fraturas absorvem parte da energia do acidente e oferecem outra rota para mitigação de risco.

“Se você reduz a energia que pode ser transferida, você reduz o risco de ferimento”, disse Eamon Campolettano, doutorando de Hicksville, Nova York, e o primeiro autor do estudo. “O objetivo global para os fabricantes deve ser limitar a transferência de energia”.

O fato de que alguns dos ensaios no estudo forneceram valores de risco superiores a 50% destaca o potencial de impactos que podem levar a lesões graves. A variação significativa nos dados aponta para a necessidade de testes abrangentes, especialmente considerando a variedade de formas, tamanhos e materiais no mercado comercial de drones.

“O que acontece quando o braço é atingido primeiro, ou o centro da massa?”, Perguntou Campolettano. “O que pretendemos fazer com este estudo foi explorar algumas das diferentes maneiras pelas quais os drones e as pessoas podem interagir, e então usar essa linha de base para escolher diferentes orientações de impacto para futuros estudos”.

A equipe está usando esses resultados iniciais para orientar o desenvolvimento de um conjunto mais amplo de experimentos controlados em um ambiente de laboratório, o que representará uma base necessária para futuras regulamentações sobre operações de RPAs sobre pessoas.

“Há uma enorme demanda por mais pesquisas nesta área”, disse Mark Blanks, diretor da Virginia Tech Mid-Atlantic Aviation Partnership. “O primeiro passo foi estabelecer uma linha de base para a realização desses testes. Agora estamos trabalhando muito bem com empresas individuais, buscando células específicas e potencialidades de mitigação “.

“A grande questão agora é, qual é o nível aceitável de segurança?”, Disse Blanks, que também preside um subcomitê de padrões da indústria que desenvolve recomendações para operações seguras sobre pessoas. “Quanta prova a FAA precisa antes que eles digam, ‘Sim, tudo bem’? Uma vez que esses padrões estão em vigor, vamos ver uma grande expansão no setor “.

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