Un drone con sentido de dirección

Un pequeño avión no tripulado capaz de construir sus propios mapas de un espacio interior muestra cómo la aeronave podría llegar a ser más fácil de usar

Drones comerciales están empezando a ser utilizados para tareas como la inspección de plataformas petroleras y cultivos. Pero todavía requieren un piloto humano altamente cualificado, e incluso aquellos que son semi-autónomos suelen utilizar mapas predefinidos o acceder a los datos a través de un enlace inalámbrico.

Los investigadores del Instituto Federal Suizo de Tecnología en Zurich están haciendo drones más independientes. Han demostrado un pequeño avión no tripulado que puede construir su propio mapa 3-D de un ambiente desconocido con una mínima ayuda de un operador humano, y luego planificar sus propias rutas autónomas en torno a un espacio y sus obstáculos.

"Esta es la primera vez que podemos mostrar la cartografía completa, la relocalización de investigación del drone en el mapa y la planificación a bordo", dice el investigador Michael Burri, quien trabajó en el proyecto. La combinación de software y sensores podría hacer más fácil desplegar drones para tareas como la inspección de una plataforma petrolera, dice. Una empresa tendría que hacer un solo vuelo manual para tener un avión no tripulado que construya su mapa. Para las inspecciones posteriores, el avión no tripulado podría hacer el trabajo de forma autónoma.

El equipo de Zurich utiliza un pequeño quadrotor que pesa 1,6 kilogramos, el AscTec Firefly, y está equipado con una cámara estéreo y sensores que informan de la velocidad, la orientación y las fuerzas gravitacionales. Probaron su software volando dentro de un antiguo emplazamiento industrial, un entorno desafiante con grandes conductos y otros equipos industriales.

El avión no tripulado necesita un poco de ayuda humana para empezar en un nuevo espacio. Mientras que un operador le ayuda a hacer un vuelo de exploración a través del nuevo entorno, el software del avión no tripulado construye un mapa 3-D mediante la comparación de los datos de sus sensores de movimiento y orientación con imágenes de su cámara.

Las imágenes de profundidad de la cámara se utilizan para crear un mapa 3-D; lugares en que el drone no puede volar se bloquean (ver vídeo). Una vez que el mapa es completado, el avión no tripulado puede planificar la ruta más directa posible a cualquier destino objetivo, volando alrededor de cualquier obstáculo asignado.

"Las técnicas de mapeo y sensores individuales se ha demostrado antes, pero no todas juntas en un avión autónomo", dice Wolfram Burgard, profesor de la Universidad de Friburgo, Alemania. "Esto trae la tecnología a la aplicación del mundo real en las tareas de inspección y vigilancia", dice. Un documento sobre el nuevo sistema fue presentado el mes pasado en la Conferencia Internacional de Robots Inteligentes y Sistemas.

Sin embargo, encajar todas esas capacidades de mapeo en un pequeño avión no tripulado tiene un costo. Con la computadora y los sensores, el avión no tripulado utilizado en los experimentos podría permanecer en el aire durante sólo siete minutos, en lugar de 15 minutos sin el peso extra. Burri dice que las mejoras en los diseños de aviones no tripulados significan que esto no es un problema significativo, y que los nuevos drones en el mercado podrían gestionar un tiempo de vuelo de alrededor de 20 minutos con la misma carga útil.

Él y los otros investigadore están trabajandos ahora para dar a su drone la capacidad de evitar colisiones con objetos que no aparecen en su ejemplo de mapas, como seres humanos o equipos en movimiento.