Desde as primeiras aeronaves sem piloto até os drones DIY (faça você mesmo) de hoje, a tecnologia percorreu um longo caminho. Descubra como.
Embora inicialmente desenvolvidos para fins militares, os drones passaram por um rápido crescimento e avanços, entrando no mercado de eletrônicos de consumo. Seu uso original era como armas, na forma de lançadores de mísseis aéreos guiados remotamente.
No entanto, atualmente, os drones encontraram aplicações civis, especialmente em pequenos quadricópteros e octocópteros. Hoje, eles são usados para diversas funções, como monitoramento das mudanças climáticas, entrega de mercadorias, auxílio em operações de busca e resgate, além de filmagem e fotografia.
É claro que os veículos aéreos não tripulados (UAVs) também são uma parte cada vez mais importante das forças armadas de muitos países. As forças armadas americanas, por exemplo, possuem hoje uma frota de dezenas de milhares de drones, em comparação com apenas alguns há vinte anos. No entanto, esse número é pequeno se comparado à quantidade de drones em uso privado. De acordo com a FAA, existem pouco mais de 855.000 drones registrados nos Estados Unidos no início de 2023.
Mas onde tudo começou? Vamos descobrir.
O que é considerado um drone?
Antes de entrarmos nos detalhes da história dos drones, pode ser útil definir do que estamos falando.
De acordo com diversos dicionários, como o Merriam-Webster, um drone é geralmente definido como “uma aeronave ou embarcação não tripulada guiada por controle remoto ou computadores de bordo.” Embora o termo tenha outros significados, no contexto deste artigo, um drone é, essencialmente, um objeto voador não tripulado, controlado remotamente ou operando de forma totalmente autônoma.
“Um drone, em termos tecnológicos, é uma aeronave não tripulada. … Essencialmente, um drone é um robô voador que pode ser controlado remotamente ou voar de forma autônoma por meio de planos de voo controlados por software em seus sistemas embarcados, funcionando em conjunto com sensores de bordo e GPS,” conforme definido pela Internet of Things Agenda.
Aqui, focaremos nesse aspecto específico da tecnologia de drones.
Alguns dos primeiros drones militares surgiram em meados da década de 1850.
O conceito de drones pode remontar a 1849, quando a Áustria atacou Veneza utilizando balões não tripulados carregados com explosivos. As forças austríacas, que cercavam Veneza na época, lançaram cerca de 200 desses balões incendiários sobre a cidade.
Cada balão transportava entre 11 kg (24 lbs) e 14 kg (30 lbs) de bombas. Uma vez posicionados, essas bombas eram lançadas dos balões para causar destruição na cidade abaixo. Felizmente para os venezianos, apenas uma bomba atingiu o alvo, já que a maioria dos balões foi desviada por uma mudança repentina na direção do vento.
Embora esse evento tenha sido inovador no campo da tecnologia militar, o uso de balões não atende à definição atual de drones, especialmente drones militares, como vimos anteriormente.
Dito isso, é fascinante observar que o conceito básico de drones já era considerado por tecnólogos militares há mais de 170 anos. Esse tipo de pensamento impulsionaria o desenvolvimento da tecnologia de drones ao longo dos séculos e décadas seguintes.
Um dos primeiros quadricópteros surgiu no início dos anos 1900
Uma característica comum de muitos drones comerciais modernos é a configuração de quadricóptero. O desenvolvimento inicial dessa tecnologia apareceu em 1907, quando os irmãos Jacques e Louis Bréguet, com a ajuda do fisiologista francês Professor Charles Richet, criaram um exemplo pioneiro com seu giroplano, um precursor do helicóptero.
Para a época, o design do copter era visionário. Embora tenha realizado o primeiro voo vertical de uma aeronave com piloto, alcançou apenas uma altura de 0,6 metros. Além disso, o voo não foi livre, pois quatro homens eram necessários para estabilizar a estrutura.
Ainda assim, o projeto demonstrou que o conceito de um quadricóptero era viável para o voo — apenas exigiria mais avanços tecnológicos para se tornar funcional.
Novamente, assim como o balão incendiário usado pelo exército austríaco mais de 50 anos antes, isso ainda não era tecnicamente um drone como conhecemos hoje.
Entre 1915 e 1920, houve um grande avanço na tecnologia de drones
Avançando um pouco no tempo, a primeira aeronave sem piloto foi desenvolvida em 1916, após o início da Primeira Guerra Mundial. Chamado de Ruston Proctor Aerial Target, esses drones militares sem piloto utilizavam um sistema de orientação por rádio desenvolvido pelo engenheiro britânico Archibald Low. Com uma equipe selecionada de cerca de 30 homens, Low rapidamente construiu um avião sem piloto que era lançado da traseira de um caminhão usando ar comprimido (também uma inovação pioneira). Em 1917, Low e sua equipe inventaram o primeiro foguete sem fio. Mais tarde, os alemães adaptariam essa tecnologia para o programa de foguetes V1 durante a Segunda Guerra Mundial.
Embora os projetos de Low tenham obtido algum sucesso, e ele tenha sido apelidado de “o pai dos sistemas de orientação por rádio”, seu trabalho não foi continuado pelo exército britânico após a guerra. O governo britânico não reconheceu a natureza inovadora do trabalho de Low, embora os alemães certamente tenham entendido sua importância — tanto que fizeram duas tentativas de assassiná-lo.
Pouco depois, o Exército dos Estados Unidos desenvolveu o Kettering Bug, que utilizava controles giroscópicos e foi projetado para ser usado como um “torpedo aéreo”. Cada “Bug” era lançado de um carrinho de quatro rodas que deslizava por uma trilha portátil.
“Após um tempo predeterminado, um controle fechava um circuito elétrico, desligando o motor. Em seguida, as asas eram liberadas, fazendo com que o Bug mergulhasse no solo — onde seus 82 kg (180 libras) de explosivos detonavam no impacto,” de acordo com o Museu Nacional da Força Aérea dos Estados Unidos. Cerca de 50 unidades do Bug foram construídas pela Dayton-Wright Airplane Co., mas chegaram tarde demais para serem usadas em combate.
1930-1945: Avanços significativos na tecnologia de drones militares
Após a Primeira Guerra Mundial, os desenvolvimentos tecnológicos de UAVs continuaram sem interrupção. Na década de 1930, a Marinha dos Estados Unidos começou a experimentar aeronaves controladas por rádio, o que resultou no desenvolvimento do Curtiss N2C-2 Drone em 1937. Em 1935, os britânicos criaram o “Queen Bee”, um drone-alvo controlado por rádio, que também é considerado a origem do uso do termo “drone” para aeronaves não tripuladas controladas remotamente.
O Radioplane OQ-2, um modelo de avião controlado remotamente desenvolvido pelo ator britânico Reginald Denny e pelo engenheiro Walter Righter nos anos 1930, tornou-se o primeiro produto de UAV produzido em massa nos Estados Unidos. Durante a Segunda Guerra Mundial, quase 15.000 drones foram fabricados para uso militar.
No entanto, o crédito pela invenção de uma aeronave controlada por rádio que podia voar fora do campo de visão vai para Edward M. Sorensen, que patenteou uma invenção que utilizava um terminal terrestre para rastrear os movimentos do avião. Antes desse avanço, as primeiras aeronaves RC só podiam operar dentro do alcance visual do piloto controlador.
O evento mais notável da Segunda Guerra Mundial relacionado a drones foi o surgimento dos V-1 “Doodlebugs” do exército alemão. Equipados com motores de pulso, essas aeronaves foram os primeiros mísseis de cruzeiro do mundo.
Os V-1 foram usados em uma campanha de “bombardeio de terror” em cidades britânicas como Londres, com o objetivo de desmoralizar o público britânico. Seu sistema de orientação utilizava um piloto automático simples para controlar altitude e velocidade; giroscópios controlavam o movimento de guinada e inclinação; o azimute era mantido por uma bússola magnética; e um dispositivo barométrico era usado para controlar a altitude. Os giroscópios, o leme e o profundor eram operados por ar pressurizado.
Essa tecnologia foi posteriormente analisada e copiada pelos americanos, que desenvolveram seus próprios drones aéreos não tripulados movidos por motores de pulso, como o TD2D-1 Katydid e o Curtiss KD2C.
A Guerra do Vietnã marcou o primeiro uso de drones com câmeras para reconhecimento
Avançando mais alguns anos, o próximo grande passo na tecnologia de drones ocorreu durante a Guerra do Vietnã. Esse conflito viu o primeiro uso generalizado de drones como UAVs dedicados ao reconhecimento.
Além disso, “os drones também começaram a ser usados em uma variedade de novos papéis, como atuar como iscas em combate, lançar mísseis contra alvos fixos e distribuir panfletos para operações psicológicas,” de acordo com o Imperial War Museum, em Londres.
No final da década de 1950, o avião espião tripulado dos EUA, o SR-71 Blackbird, ainda estava em desenvolvimento, e os satélites espiões não estavam prontos para serem implantados. O que era necessário eram UAVs especializados para coletar informações em áreas de combate de forma segura. Alguns modelos já existiam, como o Ryan 147Bs, mas esses precisavam ser transportados por aeronaves C-130 e lançados de paraquedas em território aliado para recuperar as informações coletadas.
A necessidade de drones também surgiu em muitas outras nações ao redor do mundo, que começaram a explorar o uso de UAVs para diversas aplicações militares. Novos modelos de drones tornaram-se mais sofisticados à medida que os projetistas se concentraram em melhorar a autonomia e a altitude em que os drones poderiam operar com segurança.
Os aviões RC recreativos ganharam destaque durante as décadas de 1960 e 1970
Graças aos avanços na tecnologia de transistores nessa época, os componentes controlados por rádio puderam ser miniaturizados o suficiente para serem vendidos a consumidores civis a um custo acessível. Isso levou a um verdadeiro boom de aviões RC durante essa década.
Aviões começaram a ser vendidos em forma de kits, permitindo que entusiastas construíssem e pilotassem aeronaves RC em ambientes internos ou externos. Os hobbyistas também fundaram um grande número de clubes de aeronaves RC, criando uma indústria artesanal que aceleraria o desenvolvimento da tecnologia comercial de RC.
Drones militares de ataque foram significativamente reforçados entre 1980 e 1989
Embora os EUA tenham alcançado um avanço na fabricação em massa e no fornecimento de drones para uso militar, os UAVs eram frequentemente considerados pouco confiáveis e caros. Essa perspectiva mudou em 1982, quando as forças israelenses usaram aeronaves não tripuladas para obter uma vitória sobre a Força Aérea Síria com perdas mínimas.
Os EUA também iniciaram o Pioneer UAV Program em 1980 para construir um drone de baixo custo para operações navais. Um projeto conjunto entre os EUA e Israel em 1986 levou ao desenvolvimento do RQ2 Pioneer — uma aeronave de reconhecimento de tamanho médio. Além disso, durante esse período, os desenvolvedores de drones começaram a focar em fontes alternativas de energia para UAVs. Uma fonte óbvia era a energia solar.
Isso resultou no desenvolvimento de drones movidos a energia solar, incluindo o AeroVironment HALSOL.
1990-2010 foi um período crucial para o desenvolvimento de drones militares e civis
Versões mini e micro de UAVs foram introduzidas na década de 1990, e o famoso drone Predator foi lançado em 2000. Ele foi usado no Afeganistão para lançar mísseis e na busca por Osama Bin Laden. Nos anos seguintes, vários drones de vigilância de pequeno porte e asa fixa, como Raven, Wasp e Puma, foram desenvolvidos pela AeroVironment Inc.
O Raven é usado em vários países, com dezenas de milhares de unidades implantadas.
2006 foi outro ano marcante na história dos drones. Foi o ano em que a FAA emitiu oficialmente a primeira permissão para drones comerciais.
No entanto, as aplicações para consumidores começaram lentamente, com um número muito pequeno de pessoas solicitando permissões nos primeiros anos.
2010 até hoje pode ser a “Era de Ouro” dos drones
Os últimos dez anos testemunharam uma enorme explosão na inovação e no interesse comercial por drones. Enquanto antes disso os drones eram usados principalmente para fins militares ou por entusiastas, no início da década de 2010, uma série de novos usos foi proposta, incluindo sua utilização como veículos de entrega.
No meio da década, a FAA registrou um crescimento massivo na demanda por permissões de drones, com cerca de 1.000 permissões comerciais emitidas em 2015. Esse número triplicou no ano seguinte e continuou a crescer exponencialmente desde então. Equipar drones com câmeras tornou-se algo comum na fotografia e videografia comercial, resultado da fusão entre aeronaves controladas por rádio (RC) e a tecnologia de smartphones.
O rápido crescimento no uso de smartphones reduziu os preços de microcontroladores, acelerômetros e sensores de câmera, ideais para uso em aeronaves de hobby. Avanços adicionais permitiram que drones com quatro ou mais rotores fossem controlados ajustando a velocidade de cada rotor individualmente. A melhoria na estabilidade das aeronaves multirrotores abriu novas possibilidades para seu uso em diversas aplicações.
O uso de drones DIY (faça você mesmo) também está se tornando mais popular. Devido ao seu tamanho menor e portabilidade, drones DIY têm potencial para serem usados por forças policiais e serviços de bombeiros para vigilância.
No entanto, o crescente uso de UAVs não regulamentados também levantou questões sobre privacidade e segurança física. Com a guerra na Ucrânia, vimos o uso extensivo de drones em vários papéis no combate, como plataformas de reconhecimento baratas e descartáveis ou para entrega de bombas. Se a história militar serve de exemplo, outras forças armadas ao redor do mundo observarão esse conflito de perto.
Qual é o futuro dos drones?
O futuro dos drones parece altamente promissor. A Gartner prevê que o mercado global de drones crescerá substancialmente nos próximos anos.
Por exemplo, o Business Insider espera que os embarques globais de drones aumentem para 2,4 milhões até 2023 — uma taxa de crescimento anual composta de 66,8%. “O crescimento dos drones ocorrerá nos quatro principais segmentos da indústria empresarial: agricultura, construção e mineração, seguros e mídia e telecomunicações,” explica o Business Insider.
Para aplicações militares, espera-se que os drones se tornem menores e mais leves, com maior duração de bateria e tempos de voo. Também haverá avanços na melhoria das ópticas dos drones e outras capacidades. No mercado civil, os avanços no aumento do tempo de voo permitirão que eles sirvam como plataformas de entrega para serviços de emergência e coleta de dados em áreas perigosas para humanos, como usinas de energia ou incêndios.
Alguns países também já implantaram drones para segurança doméstica e controle de multidões. Embora seja um desenvolvimento preocupante, é provável que as autoridades em algumas regiões continuem usando drones para esse tipo de vigilância. A miniaturização também deve desempenhar um papel significativo no futuro dos drones. Eles devem reduzir drasticamente de tamanho à medida que os componentes se tornam cada vez menores.
Não é inconcebível que microdrones se tornem comuns em aplicações militares, comerciais e industriais em um futuro não muito distante, como os drones de bolso recentemente encomendados pelo Exército dos EUA.
Quem sabe, talvez drones microscópicos não estejam tão longe. O desenvolvimento de algoritmos de controle de voo, visão computacional e maior poder de processamento embarcado permitirá que os drones tomem decisões de forma autônoma, sem depender de comandos humanos, melhorando ainda mais sua velocidade e tempo de reação.
Apesar do grande potencial dos drones como armas, vários grupos levantaram questões sobre a ética desse tipo de armamento remoto, considerando a possibilidade de erros que resultem na morte de civis devido a dados imprecisos.
Outros também afirmam que os UAVs ameaçam a privacidade e a segurança, enquanto alguns acreditam que isso é superado pelo potencial de uso para o bem. Independentemente das opiniões, espera-se que o número de drones aumente à medida que se tornem mais inteligentes, capazes e encontrem aplicações em um número maior de indústrias e funções no futuro.
Com conteúdo do Interest Ingengineering.
Luiza Fontes é apaixonada pelas tecnologias cotidianas e pelo impacto delas no nosso dia a dia. Com um olhar curioso, ela descomplica inovações e gadgets, trazendo informações acessíveis para quem deseja entender melhor o mundo digital.
