Los mini drones en grupo podrían salvar vidas pensando como insectos

Los lugares peligrosos, como los edificios en llamas, pueden ser peligrosos de explorar, razón por la cual los científicos están buscando cada vez más el uso de enjambres de diminutos drones para hacer el trabajo. Un nuevo sistema de navegación inspirado en la biotecnología podría ayudar a hacer realidad estos drones que salvan vidas.

Debido a que los drones más grandes tienen el espacio físico y el empuje requerido para llevar microprocesadores relativamente potentes – junto con las grandes baterías que los alimentan – son capaces de realizar tareas tales como seguir los mapas de planta. Dicho esto, un enjambre de pequeños cuadricópteros puede cubrir una determinada cantidad de espacio mucho más rápido que un avión teledirigido grande.

El problema es que esos pequeños no tienen el tamaño o el poder para realizar cálculos complejos a bordo. Con esto en mente, los investigadores de la Universidad Tecnológica de Delft de los Países Bajos y de la Universidad Radboud de Nijmegen – junto con colegas de la Universidad Británica de Liverpool – han desarrollado una especie de «algoritmo de errores».

El sistema se inspiró en la manera en que los enjambres de insectos voladores exploran su entorno, simplemente evitando los obstáculos y siguiendo la disposición del terreno a medida que avanzan, para luego regresar a su base de operaciones. No se utiliza ningún mapa.

Cuando el algoritmo se utilizó para controlar un grupo de seis pequeños quadcopters Crazyflie 2.0, los aviones pudieron explorar colectivamente alrededor del 80 por ciento de las salas abiertas en un solo piso de un edificio, en un plazo de seis minutos -según los científicos, un solo avión teledirigido más grande sería incapaz de hacerlo en la misma cantidad de tiempo.

Después de salir de su base de operaciones, cada dron omitió intentar ir en una dirección diferente. Utilizando sensores a bordo, fueron capaces de evitar obstáculos y realizar una rutina de «seguimiento de la pared», en la que siguieron los contornos de -bien, las paredes- junto con elementos tales como muebles dentro de cada habitación. Además, fueron capaces de medir las ubicaciones relativas de los demás (y así evitar colisiones en el aire) mediante el monitoreo de la fuerza de las señales inalámbricas transmitidas por los chips a bordo de cada dron.

Cuando sus baterías bajaron a una carga del 60 por ciento, todos los drones procedieron a seguir una señal de radiofaro de vuelta a su base. Los científicos pudieron entonces revisar el video filmado por las cámaras de los helicópteros y grabado en tarjetas SD a bordo, determinando la ubicación de un maniquí rojo que representaba a una persona que necesitaba ser rescatada.

«Los algoritmos de errores no hacen mapas del medio ambiente, sino que se ocupan de los obstáculos sobre la marcha», dice la estudiante de doctorado de Delft Kimberly McGuire. «En principio, los mapas detallados son muy convenientes, porque permiten a un robot navegar desde cualquier punto del mapa hacia cualquier otro punto, a lo largo de una ruta óptima. Sin embargo, los costos de hacer un mapa de este tipo en pequeños robots son prohibitivos. El algoritmo de error propuesto conduce a trayectorias menos eficientes, pero tiene el mérito de que puede ser implementado incluso en pequeños robots».

Esta semana se publicó un artículo sobre la investigación en la revista Science Robotics. Puedes ver a los pequeños drones en acción, en el video de abajo.

Enlace al proyecto.