Una de las pruebas de la investigación.

Una de las pruebas de la investigación.

Investigación

Drones autónomos que aprenden de los colores para evitar colisiones en el cielo

Un estudio de la Universidad del País Vasco plantea algoritmos de visión artificial 'low cost' para una convivencia 'pacífica' de estos vehículos.

8 agosto, 2024 01:48

En unos años, lo que hoy es algo excepcional puede que sea más habitual de lo que nos imaginamos. Hoy en día podemos ver algún que otro dron sobrevolando alguna zona concreta, grabando vídeos comerciales, probado usos medioambientales o realizando algún seguimiento relacionado con la seguridad.

Estos usos, ceñidos a una regulación aún muy estricta en determinados entornos, son casi siempre guiados por la acción humano sin que la robotización o la total autonomía de estos vehículos sea un hecho.

Pero mientras estas funcionalidades van resultándonos cada vez menos raras, en los laboratorios se trabaja en un horizonte más ambicioso, el de que los drones se valgan por sí mismos, sean autónomos y tengan que tomar sus propias decisiones sobre la marcha.

Hay un debate encendido y aún no superado en la comunidad científica sobre los coches autónomos, un debate ético con un posicionamiento no siempre fácil. ¿Sucederá lo mismo cuando ese debate se traslade al cielo?

De momento, la preocupación en los laboratorios es intentar mejorar los sistemas de navegación para que esa toma de decisiones sea eficiente, eficaz y, lo más importante, no genere ningún debate ético. Y si es a bajo precio, mucho mejor.

Un estudio que ha realizado el Grupo de Inteligencia Computacional (GIC) de la Universidad del País Vasco (UPV/EHU) con un grupo de drones ha verificado que, "a pesar del reducido coste de la tecnología que aplicamos, la solución que hemos desarrollado ha sido validada con éxito en drones comerciales".

Utilizando un equipo sencillo de bajo coste y un algoritmo basado en visión artificial, basada en la identificación de colores, "hemos desarrollado una tecnología robusta para evitar satisfactoriamente la colisión entre drones que puede ser fácilmente extrapolable a la mayoría de los robots aéreos comerciales y de investigación; además, proporcionamos el código software completo de la solución", señala Julián Estévez, investigador de la Universidad del País Vasco.

La mayoría de los drones que se conocen, explican los investigadores, están tripulados, incluso aunque estén más allá de la vista del operador. Para que un dron sea totalmente autónomo tiene que ser capaz de tomar decisiones de vuelo por su propia cuenta y sin intervención humana, es decir, decidir por sí mismo cómo evitar las colisiones, cómo mantener rumbos frente a ráfagas de viento, controlar la velocidad de vuelo, esquivar edificios, árboles…

"Este trabajo es un pequeño paso hacia la navegación completamente autónoma —sin ninguna intervención humana—, y que los drones decidan qué maniobra realizar, qué dirección tomar y así evitar colisiones entre ellos o con otros obstáculos aéreos. Si asumimos que, en un futuro, nuestro espacio aéreo estará mucho más poblado por servicios comerciales realizados por estos drones, nuestro trabajo es una pequeña contribución en esta dirección", indica Julián Estévez.

El autor del estudio explica que "nuestra propuesta de evitar colisiones no requiere que los drones intercambien información entre ellos; en su lugar, dependen únicamente de los sensores y cámaras de a bordo".

De esta forma, explican los investigadores, "obtenemos la señal de la cámara que está a bordo de los drones y mediante el procesamiento de las imágenes ajustamos las reacciones de los robots para que vuelen con suavidad y precisión", añade Estévez.

En los experimentos han tratado de imitar condiciones realistas de los drones, es decir, escenarios que pueden darse en un área urbana habitual en condiciones de iluminación no controladas o drones volando en diferentes direcciones, por lo que sus aportaciones están enfocadas a aplicaciones en el mundo real, a pesar del trabajo inicial en laboratorio.

"Hemos equipado cada dron con una tarjeta roja que permite al algoritmo software detectar la presencia de un dron que se aproxima y medir su proximidad", explica Julián Estévez. "Nuestra propuesta —continua el investigador— es muy sencilla: cada dron lleva equipada una cámara a bordo, cuya pantalla está dividida en dos mitades (izquierda y derecha). Esta cámara busca en todo momento el color rojo de las tarjetas que hemos indicado anteriormente. Mediante sencillos procesamientos de imágenes, podemos saber qué porcentaje de la cámara está ocupada por el color rojo, y si la mayor parte de esta región roja está a la izquierda o a la derecha de la pantalla. Si la mayor parte de la zona roja está en la parte izquierda de la pantalla, el dron volará hacia la derecha para evitar la colisión. Si la zona roja está en la derecha, lo hará hacia la izquierda. Y esto ocurre con todos los drones que se encuentran en el aire".

Además, "cuando el porcentaje de color rojo en la pantalla vaya aumentando, esto significará que los drones se están aproximando de frente. De manera que cuando se supere un umbral, el robot sabrá que debe realizar la maniobra de evasión".

Todo esto ocurre de manera autónoma, sin intervención del operador humano. Es una manera sencilla de evitar choques, capaz de realizarse mediante sensores y equipamiento low cost, recalca Julián Estévez.

El equipo de investigación asemeja el mecanismo empleado para los drones con lo que sucede con las personas. "Algo parecido ocurre cuando una persona va caminando por la calle y ve que alguien se le acerca por su izquierda, en ese caso la persona intenta retirarse hacia la derecha para no chocarse", remarcan.