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Computación

Saber estrellarse, la clave para que los drones trabajen de forma autónoma

Aprender a realizar aterrizajes de emergencia sin intervención humana es vital para que las flotas de drones autónomos puedan llevar a cabo actividades como el reparto de paquetes o la detección de incendios

  • por Simon Parkin | traducido por Teresa Woods
  • 10 Agosto, 2017

Un equipo compuesto por marido y mujer cree tener la solución a uno de los mayores obstáculos para la entrega de paquetes por dron.

La mayoría de los vehículos aéreos no tripulados (VANT) no son "no tripulados" en absoluto. En Estados Unidos, un piloto entrenado debe mantener por ley la aeronave dentro de su línea de visión a fin de garantizar su seguridad. Esta configuración es insostenible para el despliegue a gran escala de flotas de vehículos aéreos no tripulados, como los que tiene planeado utilizar Amazon para entregar sus pedidos en áreas urbanas, misiones de servicio público como la detección de incendios forestales, operaciones de búsqueda y rescate y la vigilancia de tiburones.

El tecnólogo aeroespacial e investigador de la NASA Lou Glaab y su esposa, la ingeniera de software Trish Glaab, han desarrollado un sistema con el que, creen, se resuelve el problema. Safe2Ditch es un paquete de software de algoritmos y lógica instalado dentro del vehículo, ya sea como un pequeño ordenador de vuelo independiente o como un módulo integrado en un sistema de piloto automático. En el caso de un fallo mecánico o una batería agotada, Safe2Ditch permite que la aeronave aterrice de emergencia con seguridad, lo que reduce el riesgo de herir a personas en áreas urbanas y suburbanas.

Los Glaabs creen que esta tecnología ayudará a las empresas a defender sus proyectos frente a la Administración Federal de Aviación de Estados Unidos (FAA, por sus siglas en inglés), la cual regula todos los aspectos de la aviación civil. Las compañías interesadas podrían argumentar de este modo que sus drones pueden funcionar de manera autónoma y segura cerca de zonas residenciales y sobre aglomeraciones humanas.

El software fue diseñado específicamente para las aeronaves más pequeñas y económicas. El sistema supervisa diferentes aspectos del dron y toma las decisiones pertinentes para permitir que continúe la ruta planeada si no se prevé una emergencia o, en caso de emergencia, asumir el control de la nave, elegir un lugar de aterrizaje seguro y aterrizar tan suave como permitan las capacidades del vehículo dañado. Para ello, el sistema cuenta con una base de datos sobre lugares adecuados para aterrizajes de emergencia y es capaz de elegir el más adecuado a partir del alcance, el tamaño, el tipo de terreno, la seguridad y las limitaciones climatológicas y de cualquier otro tipo. (El equipo tiene intención de producir iteraciones posteriores del software para evaluar posibles sitios de aterrizaje fuera de las opciones previstas en la base de datos y a partir del análisis de las imágenes en vídeo captadas por la aeronave).

Un dron que responda como un piloto ante una emergencia

"Safe2Ditch fue diseñado para emular el tipo de decisiones que tendría que tomar un piloto si su avión dejara de funcionar repentinamente y necesitara reaccionar y maniobrar para proteger su vida y la de las personas en tierra", explica la ingeniera de software Trish. El sistema desarrollado por Trish y su esposo supervisa constantemente la salud del vehículo y cruza estos datos con su plan de misión y las necesidades de energía. Cuando se detecta una emergencia inminente, el sistema comienza a clasificar los mejores sitios de aterrizaje de emergencia conocidos a partir de una combinación de la vida útil prevista y el rendimiento del vehículo dañado y lo necesario para llegar hasta cada área. Si no hay ningún lugar viable conocido dentro del alcance del vehículo, el software simplemente comienza a buscar en las inmediaciones dentro de la ventana de tiempo prevista hasta el desplome de la aeronave.

Es un sistema mucho más avanzado que el utilizado actualmente por la mayoría de aeronaves no tripuladas comerciales. Este tipo de aeronaves cuentan normalmente con un punto designado como "casa", al que el vehículo intentará regresar en caso de un mal funcionamiento del hardware o una batería agotada. Los modelos actuales no pueden realizar aterrizajes de emergencia con seguridad si, por ejemplo, la carga restante de la batería no basta para devolver el dron a su punto de origen o si ese punto de origen está desactualizado.

"El sistema actual depende de que el VANT haya sido configurado correctamente", explica el profesor de aeronáutica del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT, EEUU) Nicholas Roy. "Por eso escuchamos esas historias cómicas en las que el operador ha olvidado cambiar el punto de origen y, al utilizar la aeronave en una nueva ubicación, ésta intenta recorrer una gran distancia de regreso al punto de inicio especificado". En función del fallo que sufran, algunos VANT comerciales actuales sobrevuelan la zona durante un tiempo fijo, lo que ofrece al piloto la oportunidad de solucionar la situación.

Por el contrario, el sistema Safe2Ditch utiliza una cámara de a bordo para detectar si hay movimiento en un lugar potencial para un aterrizaje de emergencia. Esto permite al dron determinar si hay personas y coches presentes y saber si tiene que redirigirse a otro aterrizaje potencial o maniobrar para evitar un elemento. Esta función ha sido la más difícil de implementar para el equipo: la cámara vibra y se mueve a la vez que intenta detectar objetos en movimiento en el suelo. La pareja se ha asociado con un equipo de la Universidad Brigham Young (EEUU), el cual ha desarrollado un software específico para reducir este problema.

El sistema de Safe2Ditch, sin embargo, aún no es infalible. Por ahora no puede activarse cuando, por ejemplo, la batería del vehículo se descarga de repente, como cuando un cable se desconecta. Tampoco serviría en caso de que el piloto automático fallase por completo. Son deficiencias que el equipo intenta solucionar a través de la suma constante de nuevas características y funciones.

Una vez resueltos estos desafíos tecnológicos, Roy cree que Safe2Ditch y otros sistemas similares podría convertirse en un estándar de seguridad obligatorio de la FAA para fabricación de vehículos aéreos no tripulados.

"La FAA ha demostrado históricamente que actúa con rapidez cuando surge la tecnología adecuada para mejorar la seguridad", apunta Roy. "El obstáculo más grande es encontrar sistemas lo suficientemente maduros como para que los reguladores puedan convertirlos en un requisito esencial. Es por eso que resulta tan emocionante el programa Safe2Ditch".

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