Imagem cortesia de Lockheed Martin

Lockheed Martin utiliza a Unreal Engine para pesquisa e desenvolvimento de simulação aeroespacial

23 de novembro de 2022
A Lockheed Martin possui uma longa história de inovação e pioneirismo, com lançamentos como o U-2, o primeiro avião de espionagem do mundo em 1955; a aeronave mais rápida do seu tempo em 1962; e o Viking 1, a primeira espaçonave a pousar com sucesso na superfície de Marte em 1976. Atualmente, a Lockheed Martin também fornece soluções de software tanto para a indústria aeroespacial quanto para o público em geral, como treinamentos imersivos, gêmeos digitais e cibersegurança.

Para se destacar e oferecer os melhores produtos do mercado, a Lockheed Martin naturalmente se volta para usos inovadores e promissores da tecnologia. Para isso, a companhia está se envolvendo com pesquisa e desenvolvimento a longo prazo para criar soluções de simulação de última geração baseadas na Unreal Engine.

"A Unreal Engine nos permite dar um salto e focar no que somos bons de verdade, como integrar sistemas aviônicos e criar ambientes de aprendizado imersivos", diz Adam Breed, arquiteto de tecnologias estratégicas na Lockheed Martin. "Não precisamos nos preocupar com a visualização de dados ou a arquitetura do ambiente de simulação. Podemos focar nos diferenciais que a Lockheed Martin pode trazer."

Criando um mundo em conjunto

Breed explica que, geralmente, os treinos imersivos para diferentes áreas físicas exigem diversos ambientes virtuais, todos isolados uns dos outros. Por exemplo, um dispositivo de treinamento de veículo terrestre foca em elementos visuais de alta qualidade da perspectiva do chão, mas treinamentos de voo precisam de uma perspectiva muito mais ampla da paisagem. Os dois tipos de treinos sempre tiveram que ser desenvolvidos de formas diferentes porque as engines gráficas conseguiam lidar apenas com um dos tipos de ambientes, mas não com os dois ao mesmo tempo. Agora, diz ele, a Lockheed Martin consegue fazer tudo na Unreal Engine e criar um mundo conjunto.
Imagem cortesia de Lockheed Martin
Essa convergência de mundos vai além de apenas construir um ambiente único para múltiplos usos. "Existem dois caminhos principais", diz Breed. "Um deles é o do usuário específico da plataforma, como uma pessoa dirigindo um veículo ou pilotando um avião. Nesses casos, sempre almejamos uma maior fidelidade e elementos visuais melhores." Isso, de acordo com ele, é similar à abordagem de um jogo para apenas um jogador.

Mas existe outro lado, o da coordenação múltipla. "Nós precisamos de ambientes em larga escala para treinar pilotos e copilotos em interações com civis, ou soluções para gerenciar vários operadores, ou para interagir com sistemas aeroespaciais em geral", continua Breed.

Isso leva ao que Breed se refere como uma "tapeçaria" em um ambiente único, todos dentro da Unreal Engine. Em vez de precisar conectar dezenas de plugins em um SO com um disco ou uma interface de arquitetura de alto nível, e no processo inevitavelmente perder parte da capacidade e da fidelidade, a engine lida com todos os recursos do instrutor virtual, como ativar uma ação ou reação de outro jogador, assim impactando todos os demais no cenário.

"Ter tudo dentro da Unreal Engine nos auxilia exatamente nos objetivos que queremos chegar", afirma Breed, "incluindo a natureza da persistência, da escalabilidade, e também os aspectos do treinamento coletivo."

Arquitetura monolítica X arquitetura aberta

Breed enfatiza com clareza que mudar de vários aplicativos para uma plataforma única não é um retrocesso aos aplicativos de simulação monolíticos e monoblocos de 30 anos atrás. Apesar de a arquitetura monolítica possuir vários prós, como processos simplificados e melhor desempenho, a natureza aberta da Unreal Engine permite que os desenvolvedores criem peças individuais e troquem cada uma conforme necessário.

Breed afirma que, ao contar com os prós da arquitetura monolítica e da aberta, a Lockheed Martin pode usar qualquer abordagem, ou as duas, na hora de criar uma solução — e fazer isso melhor, mais rápido e de forma mais barata do que antes. "Eu creio que esta seja a primeira vez que podemos realmente aproveitar o melhor dos dois mundos e criar um produto que atenda às necessidades do cliente, quaisquer que sejam", diz ele.

Adotar uma abordagem dessas significa que a Lockheed Martin também pode formar mais parcerias e aproveitar muito mais da indústria comercial do que antes. "Usar a Unreal Engine tornou a parceria e até o compartilhamento de trabalho muito mais fácil", afirma Breed, "porque ambas as equipes podem trabalhar de forma paralela e depois se juntar, tendo certeza de que o trabalho dará certo."

Como a Lockheed Martin reconhece que a indústria aeroespacial está focada em estabilidade, precisão e repetibilidade, o objetivo não é descartar os sistemas já existentes, mas sim reter o que funciona e melhorar isso de forma gradativa. "Nós procuramos fazer as coisas aos poucos e aprimorar os nossos sistemas conforme progredimos", diz Breed. "E então, com o tempo, poderemos simplificar e aprimorar ainda mais os nossos sistemas.

"Apoiamos os sistemas que estão aí há décadas. Na verdade, nós também ainda mantemos alguns sistemas de 10 anos atrás", afirma ele. "A Unreal Engine está nos mostrando que talvez o jeito antigo de fazer as coisas pode ser aprimorado com novas peças."
 
Imagem cortesia de Lockheed Martin

Expandindo a equipe para a nova plataforma

Mudar para uma nova plataforma geralmente traz desafios para a equipe. No entanto, considerando o espaço que a Unreal Engine tem nas faculdades e no pipeline de talentos, Breed afirma que ele está vendo candidatos cujo nível de experiência permitiria a ingressão direta em um trabalho de uma equipe aeroespacial. Ele cita essa facilidade de contratação como um dos principais motivos para a mudança para a Unreal Engine. "É ótimo poder trazer pessoas experientes da indústria de desenvolvimento de jogos", afirma, "e dar a elas a oportunidade de causar um impacto no mercado aeroespacial."

A evolução e diversidade das equipes trabalhando nesses programas está atraindo uma nova comunidade de desenvolvedores e artistas, e Breed sente certa afinidade com esses novos membros. A sua família possui uma longa história nas forças armadas, pois o seu irmão e avôs serviram. Ele, no entanto, sempre quis criar jogos, mas que tivessem um propósito. Ele afirma que foi sua habilidade em jogos, junto com sua experiência no setor aeroespacial, que o trouxeram até aqui hoje.

"Eu acho que esse é o caso para vários candidatos: eles adorariam criar jogos, mas eles também gostariam de fazer algo que possui um impacto social", afirma, "e essa é uma ótima maneira de fazer isso."

Breed também comenta a mudança de cultura que ocorreu como resultado da contratação de desenvolvedores da Unreal Engine na Lockheed Martin. "É preciso ressaltar o quão divertidas as coisas têm sido aqui na indústria aeroespacial", diz ele, "em grande parte, devido à adoção das engines de jogo."

Artes na simulação

"Arte" não é um termo muito visto na indústria aeroespacial há um bom tempo, mas os tempos mudaram. "Os nossos clientes esperam bastante os gráficos de última geração porque a indústria dos jogos os elevou a outro patamar", diz Breed. "A parte emocionante é que podemos encontrar artistas de jogos experientes, e eles elevam o nível ainda mais e aprimoram isso. Com isso, podemos criar soluções muito mais acessíveis, mas também muito mais realistas. O ecossistema que a Unreal criou facilita isso de várias formas."

Antigamente, havia uma disparidade entre a qualidade dos gráficos em jogos e os de simulações devido ao enorme peso dos dados usados pelas simulações. Era fácil usar isso como justificativa para a disparidade alguns anos atrás, afirma Breed, mas hoje não mais.


"Eu não acho que essa justificativa exista mais", diz ele. "As engines evoluíram de diversas formas: dos sistemas de iluminação até a física e efeitos especiais. É aí que a combinação de precisão de engenharia e fotorrealismo fica muito próxima."

Não que a arte seja o único fator dessa equação. Breed aponta que os programadores de C++ ainda são necessários para personalizar o código da engine ou trabalhar com dados GIS, mas artistas qualificados são igualmente importantes. "Quando essas duas coisas se juntam, você cria uma experiência de treinamento muito positiva", afirma ele.

Indo além dos polígonos com a Unreal Engine

Para a indústria aeroespacial, um dos recursos principais da Unreal Engine é a capacidade de armazenar dados relacionados a recursos e incorporar uma IA para criar um ambiente semântico que interage com sensores virtuais.

Antigamente, diz Breed, um globo virtual em larga escala era simplesmente um modelo 3D colorido, algo que ele chama de "sopa de polígonos". Com a Unreal Engine, a equipe dele pôde anotar qualquer parte do modelo e até aplicar propriedades aos materiais, como refletividade e absorção de calor, e incorporar esses dados em produtos de treinamento.
 
Imagem cortesia de Lockheed Martin
"Você pode ter uma estrada 3D, mas ela não é apenas um polígono", diz Breed. "É uma estrada que possui limite de velocidade, feita com diferentes tipos de materiais. Ela possui placas de sinalização e semáforos." A equipe pode alimentar esses dados no sistema de IA para criar uma experiência de treino altamente realista, afirma ele.

Mas o melhor de tudo, diz Breed, é a possibilidade de servir para vários propósitos. "Não são apenas soluções pontuais, nós podemos coletar e criar uma abordagem unificada que não era possível antes", comenta. "Podemos construir algo uma vez e compartilhá-lo com centenas de milhares de funcionários. Isso nos torna muito mais eficientes."

As portas que a Unreal Engine abrem deixam Breed muito animado com o futuro do treinamento de simulação. Os principais recursos já estão em vigor, o mecanismo consegue oferecer níveis de realismo nunca antes vistos em quesito de qualidade visual, interoperabilidade, código personalizado, escalabilidade e há uma vasta gama de mentes brilhantes disponíveis para contratação. A combinação disso tudo fornece uma plataforma que a Lockheed Martin pode usar agora e no futuro.

"A capacidade da engine evoluiu tanto que ela resolve tanto o uso individual do nível da plataforma quanto o nível do espaço", diz ele. "Isso nos permite focar nos diferenciais que queremos trabalhar, em vez de recriar algo que a Unreal já aperfeiçoou."

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