¡Drones suizos al rescate!

El dron de rescate Rega debería estar operativo en los Alpes suizos en 2021 © By Thomas Luethi

Investigadores y expertos en rescate de montaña suizos están haciendo grandes progresos en el campo de los drones autónomos, mientras aumenta la demanda mundial de estos aparatos tecnológicos para operaciones de búsqueda y rescate. No obstante, persisten algunos obstáculos de entrada.

En países como Gran Bretaña, Estados Unidos y Australia la policía y los servicios de emergencia utilizan cada vez más aviones no tripulados y drones equipados con cámaras térmicas y otros sensores de alta tecnología para vigilar las costasEnlace externo, ayudar a encontrar excursionistas perdidos o incluso rescatar a koalas atrapados en incendios forestales.

En Suiza, la agencia nacional de rescate Rega está probando un robot autónomo parecido a un helicóptero que puede encontrar personas desaparecidas o en dificultades en los Alpes.

Esta agencia de rescate, una fundación sin ánimo de lucro que cuenta con el apoyo de 3,5 millones de patrocinadores, es muy utilizada en Suiza y cada vez más solicitada según aumenta el número de personas que acuden a las montañas. El año pasado una media de 31 personas al día recibieron asistencia médica por vía aérea en Suiza o en el extranjero.

El nuevo dron de Rega, de dos metros de largo, está equipado con cámaras, sensores para detectar teléfonos móviles, un sistema anticolisión y un algoritmo desarrollado por la Escuela Politécnica Federal de Zúrich (EPFZ) que le permite escanear amplias zonas y reconocer personas en tierra de manera autónoma.

Los operadores de Rega determinan el área precisa en la que el dron debe buscar y ponen en marcha el dispositivo manualmente. Una vez que el dron detecta a un ser humano en tierra, envía una señal a los operadores, a varios kilómetros de distancia, que deciden si enviar un equipo de rescate.

Rega se muestra reservada sobre el coste de la inversión e insiste en que el dispositivo no reemplazará a ninguno de sus servicios existentes, utilizándose, en cambio, para ampliar las operaciones convencionales de rescate. Por ejemplo, se empleará en los casos en que el helicóptero no pueda despegar debido a mala visibilidad.

“No reemplazaremos otros medios con el dron”, explica Sascha Hardegger, gerente del proyecto de drones de Rega. “Con mal tiempo, el dron apoya a los helicópteros o a los perros de búsqueda”.

Drone Valley

El aparato volador de Rega es uno de los ejemplos más recientes -y más concretos- de un dron que ha volado desde el laboratorio a realizar operaciones diarias. En los últimos 15 años, Suiza se ha convertido en uno de los líderes de la investigación y desarrollo de drones. Ha surgido el llamado “Drone Valley”, principalmente entre Lausana y Zúrich, con más de 80 empresas que proporcionan más de 2 500 puestos de trabajo.

Para reunir a los mejores investigadores suizos en este campo se formó en 2010 el Centro Nacional de Competencia en Investigación de Robótica (NCCR), financiado por el Fondo Nacional Suizo para la Investigación Científica (FNS), que tiene por objeto desarrollar una “nueva tecnología robótica orientada al ser humano para mejorar nuestra calidad de vida”.

Davide Scaramuzza, de la región de Umbria, Italia, dirige la investigación del NCCR sobre la robótica de rescate. Su equipo de la Universidad de Zúrich ha diseñado algoritmos y desarrollado drones autónomos con cámaras y sensores a bordo que son mucho más pequeños que el dron de Rega y no utilizan GPS. Esto significa que podrían emplearse en situaciones como un terremoto, donde pueden entrar y explorar rápidamente edificios en busca de supervivientes lejos del operador.

Pero para hacer que los drones de rescate sean utilizados más ampliamente, sus diseñadores aún deben resolver algunos problemas clave: por ejemplo, cómo hacer que vuelen de manera autónoma más allá de la línea de visión, cómo hacerlos más reactivos ante los obstáculos y también menos voluminosos, pero que al mismo tiempo se les pueda equipar con las últimas cámaras y sensores que consumen mucha energía.

Más rápidos y ágiles

Uno de los mayores retos es la creación de drones más rápidos que puedan cubrir distancias más largas, afirma Scaramuzza, director del Grupo de RobóticaEnlace externoy PercepEnlace externociónEnlace externo de la universidad.

La duración de la batería de los drones es bastante limitada (20-30 minutos de tiempo de vuelo), por lo que cuanto más terreno puedan cubrir, mayor será la posibilidad de éxito de la misión de rescate, explica.

“Si queremos que un dron explore la planta nuclear de Fukushima, por ejemplo, lo que probablemente necesitaríamos sería un dron con una autonomía de tres a cuatro horas”, señala.

La resistencia y el alcance siguen siendo un problema para el nuevo dron de Rega. El robot volador de 17 kg funciona actualmente con batería y tiene una autonomía de dos horas. Pronto será reequipado con un motor de combustión interna que le permitirá vuelos más largos y que debería estar operativo en 2021.

Para intentar mejorar la velocidad y la agilidad de los drones, Scaramuzza y su equipo los han equipado con cámaras de eventos, que son útiles para evitar obstáculos. En lugar de grabar imágenes o fotogramas de vídeo, una cámara de eventos emite un flujo de puntos de datos que se activan cada vez que un píxel de la cámara detecta un cambio en el brillo en el entorno. Esos cambios corresponden a movimientos u otras perturbaciones ocurridas en ese entorno.

Y los resultados son ultrarrápidos. Este verano, un pequeño dron con una cámara de eventos volando a diez metros por segundo logró esquivar las bolas que le lanzaron. El dron podía percibir y comenzar a esquivar un objeto en solo 3,5 milisegundos.

“Las cámaras de eventos pueden ver cosas 10 000 veces más rápido que una cámara estándar”, explica Scaramuzza.”En principio, eso significa que se puede volar diez veces más rápido que con una cámara estándar”.

Su equipo estudia dar mayor agilidad a los drones. Han trabajado con el gigante tecnológico estadounidense Intel para construir un dron con un algoritmo de navegación que le permite realizar de forma autónoma fintas y giros de alta velocidad utilizando mediciones de los sensores de a bordo.

Los investigadores han llegado incluso a crear drones autónomos que pueden “plegarse” para pasar por espacios pequeños.

“Teníamos un dron que podía entrar en una pequeña habitación semidestruida desde el exterior a través de un pequeño espacio y encontrar la salida usando sus cámaras”, señala. Estos aparatos fueron mostrados a los equipos de búsqueda y rescate de la Cruz Roja en Berna a principios de este año.

“Como un pájaro” y plegable

En la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL), los científicos también trabajan en mejorar la agilidad, el tiempo de vuelo y la velocidad de la próxima generación de drones.

Los investigadores de la EPFL presentaron recientemente un dron “parecido a un pájaro” basado en un azor con alas y cola de plumas móviles, que permiten al robot girar o volar más rápido o más despacio.

La EPFL ha construido un dron basado en un azor, con alas y una cola de plumas móviles. © 2020 EPFL / Alain Herzog

“Esta enorme agilidad le permitiría volar en ciudades o alrededor de edificios rápidamente o volar en bosques. Esto es muy importante para misiones de rescate o inspección”, afirma Dario Floreano, jefe del Laboratorio de Sistemas Inteligentes de la EPFLEnlace externo. En la siguiente etapa, el equipo planea incorporar la IA para hacer que el dron vuele de forma semiautónoma.

De la exageración a la aplicación

El programa del NCCR, que ya lleva 12 años, ha invertido alrededor de 10 millones de francos suizos (unos 11 millones de dólares) en robótica de rescate desde su lanzamiento. Este es un dinero “bien gastado” si se mira el número de empresas derivadas y de científicos involucrados, que genera “al menos cinco veces más dinero y muchos puestos de trabajo”, afirma Floreano.

Pero los especialistas reconocen que, por ahora, el mercado de drones de rescate sigue siendo un nicho, y difícil de manejar. A pesar de la gran cantidad de nuevas empresas de drones en Suiza, pocas se especializan en drones de rescate.

“Los mercados más rentables para los drones son en primer lugar la inspección de puentes y líneas eléctricas, luego la agricultura, la seguridad y protección -del que la búsqueda y rescate es un subsector-, y el entretenimiento”, explica Scaramuzza. “Ninguna empresa se especializa en búsqueda y rescate. Es algo secundario para ellos”.

La empresa “Flyability” destaca en este campo de especialización. Está especializada en la inspección y exploración de espacios interiores e inaccesibles y tiene cientos de clientes en más de 50 países. Recientemente, su tecnología de drones ha ayudado a un grupo de científicos a alcanzar las simas más inaccesibles de algunas de las cuevas de hielo más profundas del mundo en Groenlandia, por ejemplo.

El proyecto Rega podría ser una excepción, porque, como admite Floreano, los equipos de emergencia y los especialistas aún no han comprendido del todo la utilidad de los robots de rescate, que pueden parecer demasiado complejos.

“Los equipos de mitigación de desastres tienen tantas cosas que dominar en tan poco tiempo cuando ocurre una catástrofe, que no están todavía convencidos del uso de drones porque añade una mayor complejidad”.

Cree que también hay mucha publicidad engañosa y malentendidos en torno a lo que pueden hacer los robots.

“La búsqueda y rescate y la mitigación de desastres son una aspiración para nosotros, sin duda algo hacia lo que apuntamos cuando diseñamos nuestros robots. Pero es un gran desafío. Todavía hay un enorme vacío y mucho trabajo por hacer ”, añade.

Traducción del inglés: José M. Wolff