Científicos enseñan a drones a localizar gritos humanos de auxilio
Si alguien crea una aeronave capaz de seguirte y escuchar tu voz, puede parecer espeluznante. Sin embargo, ¿qué pasa si quedas atrapado bajo los escombros tras un desastre natural y los equipos de emergencia no logran encontrarte? En ese caso, un dron de búsqueda de personas ya no parece una mala idea.
Este concepto es el centro de atención de los ingenieros del instituto alemán Fraunhofer FKIE, que crearon un prototipo de dron diseñado para encontrar personas mediante la detección de gritos humanos y la identificación de otras señales de peligro.
Uno de los ingenieros principales, Macarena Varela, presentó los avances de este trabajo en la conferencia anual organizada por la Acoustical Society of America en junio de 2021.
En una película de ciencia ficción de terror es fácil imaginar drones que buscan personas. Varela afirma que estos dispositivos son ideales para escenarios posteriores a desastres, como terremotos, huracanes e incendios forestales. Pueden sobrevolar una zona a la que los rescatistas tienen dificultades para llegar y determinar dónde han quedado atrapadas las personas.
«Los drones pueden cubrir un territorio más amplio en menos tiempo que los rescatistas o los perros adiestrados en tierra. Si hay un edificio derrumbado, puede alertar y ayudar a los rescatistas. Puede llegar a lugares a los que ellos no pueden acceder por sí mismos»
Los vehículos aéreos no tripulados suelen utilizarse en operaciones de búsqueda y rescate durante desastres naturales. Con mayor frecuencia, realizan fotografías aéreas de los daños en las estructuras. Algunos drones tienen capacidad de imagen térmica para detectar el calor corporal, y los drones más grandes pueden transportar medicamentos y otros suministros a personas en zonas aisladas.
Los investigadores siguen descubriendo nuevas formas de aprovechar un par de ojos adicionales en el cielo. La Universidad de Washington presenta drones que utilizan olores para detectar supervivientes de una catástrofe. Aerospace Corporation trabaja en drones capaces de identificar visualmente a perros y comunicar su ubicación a los equipos de rescate. La Universidad de Zúrich desarrolló un dron que cambia de forma durante el vuelo y puede introducirse en grietas de forma inusual.
Detectar personas mediante acústica aérea presenta ciertas dificultades. El sistema auditivo deberá distinguir los gritos humanos de sonidos frecuentes en la naturaleza, como el viento y las voces de los animales. También podría ser necesario reconocer patrones asociados a golpes de pies, palmadas y otras formas en que las personas intentan llamar la atención de los equipos de rescate.
Los ingenieros de FKIE tuvieron en cuenta estas situaciones al crear su dron conceptual. Primero necesitaron una base de datos de ruidos humanos «impulsivos» para entrenar el dron. Grabaron sus gritos, golpes y otros sonidos que podrían indicar que las personas están en peligro.
Después analizaron cada frecuencia sonora para encontrar «firmas» comunes y las usaron para entrenar el software de inteligencia artificial. Según Varela, también trabajaron en filtrar el ruido generado por los rotores de los drones y otros sonidos del entorno.
Cuando la parte de software estuvo terminada, los ingenieros reunieron un sistema de diminutos micrófonos digitales para determinar con «precisión» los ángulos desde los que llega el sonido. Según explicaron, los micrófonos digitales, como los de los teléfonos inteligentes y los audífonos, son mejores porque no requieren equipos tan voluminosos como los micrófonos analógicos o tradicionales.
El equipo colocó un grupo de micrófonos debajo del dron y utilizó técnicas de procesamiento de señales que le permiten rastrear de dónde procede el ruido humano. El sistema también aumentó el volumen y la claridad de la voz.
Hasta ahora han realizado experimentos exitosos «en campo abierto» y descubrieron que el dron localiza a la víctima en pocos segundos tras captar el sonido. En un vídeo de demostración se ve el dron suspendido sobre el suelo antes de girarse hacia el investigador que hace ruido y pide ayuda desde tierra.
Los ingenieros ya han logrado detectar y localizar sonidos impulsivos con una precisión muy alta a pesar del ruido de los drones. Están en proceso de patentar su método para rastrear sonidos mediante micrófonos. Después les gustaría añadir al dron un micrófono de mayor frecuencia para obtener más señales sonoras.
La idea es captar ruidos a una distancia de cientos de metros. En el mundo real, algún día los datos sobre la ubicación de la víctima podrán enviarse por red inalámbrica a los servicios de emergencia. Tras presentar este desarrollo, varias organizaciones se han puesto en contacto con el equipo de investigadores, interesadas en colaborar con ellos.
Ante todo, el instituto de investigación experimenta y crea prototipos. A veces concede licencias de sus descubrimientos a empresas centradas en productos sin fines comerciales. El director de desarrollo de negocio de la institución declaró: «Somos buenos desarrollando tecnologías y resolviendo problemas que aún no tienen solución. Pero, en realidad, el comercio no es nuestra tarea».
