SwRI demuestra con éxito la autonomía de sus drones en una central nuclear
El Southwest Research Institute (SwRI) ha desarrollado un dron con un sistema de localización y mapeo simultáneos (SLAM) que puede funcionar de forma totalmente autónoma, sin ningún conocimiento previo del entorno.
SwRI puso a prueba las capacidades del dron autónomo durante el hackatón europeo de robótica EnRicH 2021. En el evento, el dron tenía que entrar en la central nuclear de Zwentendorf (Austria) y detectar fuentes de radiación sin ayuda de un piloto humano.
El equipo creó un dron que emplea nuevos algoritmos y visión por ordenador para explorar y mapear entornos desconocidos. El dron está equipado con un sensor LiDAR, una cámara de tiempo de vuelo (TOF) y detectores de radiación. Durante la prueba, el equipo utilizó procesadores a bordo del dron y procesadores en tierra para llevar a cabo SLAM, exploración, toma de decisiones, piloto automático, análisis de visión por ordenador, detección y otras tareas.
«Hemos demostrado nuestro dron de investigación, que permite al sistema mapear nuevos espacios y desplazarse por ellos sin ayuda de un operador humano, y que ha funcionado bien pese a las condiciones difíciles. El dron de investigación ha demostrado su eficacia tanto en entornos artificiales como naturales, como las cuevas»
El vehículo aéreo no tripulado de SwRI logró detectar con éxito dos fuentes de cobalto-60, un radioisótopo escondido en distintos lugares como parte de la tarea. Los participantes no tenían información previa sobre el objeto ni sobre los problemas de reconocimiento planteados por el jurado.
La central nuclear de Zwentendorf se encuentra a unos 32 km al noroeste de Viena. Es la única central nuclear del mundo que se completó pero nunca llegó a entrar en funcionamiento. Se construyó en 1978 y se cargó con combustible, pero después Austria decidió que no confiaba en la energía nuclear y el proyecto se abandonó.
«El dron demostró una gran flexibilidad, desenvolviéndose con soltura en entornos previamente desconocidos. Demostró su capacidad para adaptarse, aprender y realizar tareas en tiempo real, algo fundamental en escenarios de búsqueda y rescate y en situaciones peligrosas donde el tiempo es crítico»
A diferencia de otras tecnologías de cartografía, que exigen que el robot se desplace alrededor de la zona para mapearla, el dron de SwRI puede representar la topografía espacial de estructuras interiores y espacios abiertos en tiempo real mientras explora el terreno de forma autónoma.
«Los drones y robots terrestres actuales suelen exigir mucho a los operadores humanos. La autonomía que hemos demostrado puede reducir considerablemente esa carga, permitiendo que los sistemas robóticos actúen de forma independiente y trabajen por sí mismos»
Según sus palabras, los ingenieros desarrollaron una pila de software con autonomía completa que puede combinarse con distintos sensores y plataformas de vehículos aéreos no tripulados para realizar tareas críticas.
El dron de SwRI puede utilizarse para tareas peligrosas para las personas, por ejemplo, para asistir en operaciones de búsqueda y rescate en zonas de riesgo, así como para inspeccionar instalaciones peligrosas en plantas industriales o infraestructuras tras desastres naturales.
Mediante algoritmos y herramientas de simulación, la tecnología representa en tiempo real la topografía espacial de estructuras interiores y espacios abiertos. Al combinar los datos de los sensores de visión por ordenador, la tecnología traza rutas a medida que explora nuevos lugares. También están disponibles métodos de percepción para detectar personas, vehículos y otros objetos basados en redes neuronales convolucionales (CNN).
En la feria EnRicH 2021, SwRI recibió un premio por la cartografía con drones. SwRI participó en dos de los tres eventos: el de investigación y el de búsqueda y rescate. El objetivo del evento es ofrecer a los desarrolladores la oportunidad de probar sus tecnologías en entornos reales.
La pila de autonomía de SwRI se ha utilizado en todo, desde vehículos terrestres comerciales y militares conectados y autónomos hasta drones automatizados y equipos agrícolas inteligentes. Emplea herramientas de código abierto, como el sistema operativo de robots (ROS), y algoritmos propios de aprendizaje automático e inteligencia artificial.
SwRI no es la única organización que desarrolla estas tecnologías. En abril de 2021, Exyn Technologies anunció que había alcanzado el nivel de autonomía 4A, lo que significa que puede volar libremente en espacios complejos. En este nivel no se requiere la presencia de un operador humano que pueda tomar el control del sistema en cualquier momento.
Los drones de Exyn ahora son capaces de explorar espacios complejos en vuelo libre, con una definición completa de la trayectoria de vuelo, y pueden desplazarse a una velocidad de hasta dos o más metros por segundo. Además, el dron sortea obstáculos y realiza el seguimiento de la ruta a bordo. No es necesario conectar el dron a recursos informáticos adicionales. Al mismo tiempo, el dispositivo puede obtener datos de mayor calidad y en grandes volúmenes. En condiciones ideales, los drones de Exyn pueden cubrir en un solo vuelo 16 millones de m³, lo que equivale a nueve estadios de fútbol.
SwRI es líder en ciencia e ingeniería, desde las profundidades marinas hasta el espacio profundo. La compañía desarrolla soluciones técnicas interdisciplinarias que benefician a clientes gubernamentales y comerciales de todo el mundo.
