Foto: Los drones que vuelan en ciudades con una densa población tendrán que ser programados para tomar decisiones rápidas y evitar colisiones.

Si la Agencia Federal de Aviación (FAA, por sus siglas en inglés) permite el uso extendido de drones comerciales, pronto enjambres de vehículos aéreos sin conductor podrían empezar a zumbar, especialmente dentro de los densos núcleos urbanos. Eso significa que los drones serán responsables de evitar las colisiones de forma autónoma, puesto que serán demasiados en número para depender de los controladores aéreos humanos en todo momento.

El Laboratorio para Sistemas Inteligentes de la Universidad de Stanford (EEUU) es un equipo de más de 130 miembros que trabajan con la NASA para resolver cómo gestionar el tráfico de drones. El sistema de gestión del tráfico, que se desarrollará durante los próximos años, ayudará a los drones a comunicarse entre sí y evitar colisiones en potencia.

"Van a hacer muchas más misiones menos habituales que requerirán que sigan unos patrones de vuelo curvados", dice Mykel Kochenderfer, el director del laboratorio. "Ser robustos ante esa incertidumbre es muy, muy importante", añade.

Un trabajo publicado recientemente por Kochenderfer y el alumno de postgrado de ingeniería mecánica Hao Yi Ong describe un proceso de decisiones rápidas que el sistema de gestión del tráfico puede emplear para reenrutar a los drones y evitar una colisión. Su equipo realizó más de un millón de simulaciones para situaciones de conflicto en las que se veían involucrados entre 2 y 10 drones. Se proprocionó a los drones distintos niveles de información acerca de los otros drones del sistema y después midieron los tiempos de respuesta y la frecuencia con la que se produjo un conflicto.

Los investigadores de la Universidad de Stanford encontraron que los drones pudieron tomar las decisiones más rápidas cuando fueron emparejados con el dron más cercano, y cada dron sólo consideraba el comportamiento del otro. La respuesta más lenta ocurría cuando los drones consideraban su propio entorno para después enviar sus resultados a un sistema central que entonces enviaba las decisiones al grupo al completo. El tiempo de decisión siempre aumentaba al incorporarse un número mayor de drones a la simulación, pero el sistema siempre fue capaz de tomar una decisión acerca del reenrutamiento de un dron en 50 milisegundos.

Mientras que el procedimiento de que los drones envíen sus datos a un sistema central de toma de decisiones fue el más lento, también fue el más seguro. Era menos probable que los drones entraran en conflicto cuando enviaban sus datos a un sistema central. Los drones que recibieron datos de localización de otros drones y dieron por hecho que seguirían la misma trayectoria fueron los que más entraron en conflicto.

El laboratorio de la Universidad de Stanford también trabaja con coches autónomos y el control aéreo para aviones convencionales. Uno de sus logros incluyó la dedicación de una pequeña cantiad de potencia computacional para decidir cómo un avión debería evitar una colisión. Tradicionalmente, los sistemas anticolisión han sido guiados por miles de páginas de documentos que detallan cada escenario posible y cómo reaccionar. La solución del laboratorio de la Universidad de Stanford actualmente está siendo estandarizada para incorporarse en todos los grandes aviones.

La NASA tiene planes de probar los sistemas de gestión de tráfico de drones que ha desarrollado hasta ahora en los emplazamientos de pruebas de drones que la FAA ha establecido por todo el país. El pasado mes de noviembre, un equipo de la NASA voló un dron en Moffett Field en California (EEUU) mientras simulaba conflictos con drones generados por ordenador, activando una versión temprana del sistema de gestión del tráfico para alertar a los drones a posibles colisiones. La FAA también probó varios sistemas similares desarrollados por la empresa de software y servicios de drones Precisión Hawk (ver Drones prueban un sistema para volar sin tener que ser vistos por sus pilotos).

"Para permitir vehículos aéreos no tripulados (VANT) a gran escala con una mezcla de dentro y más allá de la línea visual normal necesitamos un sistema que consista en tecnologías para gestionar el espacio aéreo y las capacidades dentro del propio VANT, las reglas del espacio aéreo y procedimientos para gestionar contingencias y emergencias", explica Parimal Kopardekar, que lidera el programa de Control Aéreo para drones de la NASA.

Kochenderfer dice que los investigadores han probado su trabajo con simulaciones, pero aún no lo han visto operar con drones de verdad. Validar que funciona en el aire es uno de los últimos pasos.

"El uso de drones es una de las áreas más emocionantes del espacio aéreo ahora mismo", afirma Kochenderfer. "Muchas de las aplicaciones que habilitan pueden dar paso a nuevos modelos económicos, pero el potencial de salvar vidas y mejorar la eficiencia, creo que realmente es muy interesante".