Investigadores Desarrollan una Bandada de Pequeños Drones para Explorar Entornos Desconocidos

Investigadores de la Universidad de Tecnología de Delft han desarrollado una bandada de pequeños drones capaces de explorar de forma autónoma entornos desconocidos. La investigación se presentó el 23 de octubre en Science Robotics. Este nuevo trabajo es importante para el desarrollo continuo de la robótica en bandada.

Una de las partes más desafiantes del desarrollo de estos pequeños robots fue que, para que puedan moverse de forma autónoma, había que hacer algo con respecto a sus capacidades de detección y computación limitadas. El equipo, compuesto por investigadores de la Universidad de Tecnología de Delft, la Universidad de Liverpool y la Universidad Radboud de Nimega, se inspiró en la navegación de los insectos como modelo.

Enorme Potencial

Como se ha mencionado muchas veces en este sitio, la robótica en bandada es un campo en crecimiento que puede llevar a muchas posibilidades. Las bandadas de insectos reales se han utilizado como modelo para los pequeños robots. Un robot individual puede tener limitaciones en sus capacidades, pero al agrupar muchos juntos se pueden obtener nuevas capacidades. Los pequeños robots suelen ser menos costosos y pueden completar tareas que muchos robots más grandes no pueden. Con el uso de pequeños drones robóticos que actúan en bandada, los sitios de desastres podrían explorarse y entenderse mucho más rápido. Esta tecnología aún no está disponible, pero los investigadores están trabajando constantemente en ella debido a las grandes posibilidades.

El equipo de investigación conjunto de la Universidad de Tecnología de Delft, la Universidad de Liverpool y la Universidad Radboud de Nimega está financiado por la fundación nacional de ciencia holandesa NWO Natural Artificial Intelligence programme.

Una de las áreas principales donde se puede utilizar esta tecnología es en misiones de búsqueda y rescate. El equipo de investigación desarrolló las bandadas de drones con la idea de utilizarlos en dichas misiones. Si el equipo logra lo que quiere, los trabajadores de rescate podrían utilizar bandadas de pequeños drones para explorar un sitio de desastre y reportar de vuelta. Por ejemplo, un edificio al borde del colapso sería explorado por los drones, y luego reportarían de vuelta con las ubicaciones de las personas dentro.

Las bandadas de pequeños drones también podrían estar equipadas con cámaras para encontrar a las víctimas. El equipo de investigación probó esto enviando los drones a un entorno de oficina interior que contenía dos víctimas de prueba. El experimento fue un éxito, y una bandada de 6 drones exploró el 80% de las habitaciones abiertas en 6 minutos. Esta tarea no es posible con solo un drone.

Otra ventaja de tener múltiples pequeños drones es que si uno falla y no puede devolver una imagen, hay varios otros con la misma información. Esto se demostró en la prueba cuando un drone encontró a una víctima pero perdió la imagen, y otro regresó con ella.

Desafíos Más Grandes

Kimberly McGuire es una estudiante de doctorado que trabajó en el proyecto.

“El mayor desafío para lograr la exploración en bandada se encuentra en el nivel de inteligencia individual de los drones”, dice McGuire. “Al comienzo del proyecto, nos enfocamos en lograr capacidades de vuelo básicas, como controlar la velocidad y evitar obstáculos. Después de eso, diseñamos un método para que los pequeños drones detecten y eviten entre sí. Resolvimos esto haciendo que cada drone llevara un chip de comunicación inalámbrica y luego haciendo uso de la intensidad de la señal entre estos chips – esto es como el número de barras que se muestra en su teléfono que disminuye cuando se aleja de su router Wi-Fi en su hogar. Las principales ventajas de este método son que no requiere hardware adicional en el drone y que requiere muy pocas computaciones”.

La parte más difícil de desarrollar estos pequeños robots en bandada es la navegación autónoma. Es extremadamente difícil lograr que un grupo de pequeños robots navegue por un entorno completamente desconocido. Esta es la principal razón por la que los investigadores se inspiraron en los insectos; a menudo navegan por entornos sin conocimiento previo de ellos.

“La idea principal que subyace al nuevo método de navegación es reducir nuestras expectativas de navegación al extremo: solo requerimos que los robots puedan navegar de regreso a la estación base”, dice Guido de Croon, investigador principal del proyecto. “La bandada de robots se extiende por el entorno haciendo que cada robot siga una dirección preferida diferente. Después de explorar, los robots regresan a un beacon inalámbrico ubicado en la estación base”.

Este nuevo desarrollo es solo uno de los muchos que están surgiendo en el campo de la robótica. La robótica en bandada es un campo importante que abre muchas nuevas posibilidades.