Vigilando fronteras, eventos multitudinarios o sirviendo como arma en pleno campo de batalla, los drones han demostrado en 2022 su poder militar. Sin embargo, estos equipos presentan aún limitaciones técnicas que les impiden formar flotas de soldados voladores en servicio permanente. Para ello es necesario dar con una técnica de carga inalámbrica y a gran distancia.
Potencias militares como Estados Unidos o China se afanan por dar con la clave de esta tecnología sin cables que alimente a sus pájaros metálicos y no tener que aterrizarlos nunca. China afirma ahora estar más cerca de conseguir esta ventaja estratégica con una tecnología autónoma y estable.
Científicos de la Universidad Politécnica del Noroeste (NPU) han desarrollado una forma de cargar a distancia los drones mediante rayos láser, como recoge South China Morning Post. El sistema basado en algoritmos sería capaz de autorregularse para mejorar la intensidad y efectividad de la carga, según han explicado sus creadores.
[Adiós a cables y enchufes: en esta habitación la electricidad se transmite a través del aire]
La aparición de los aviones cisterna supuso un antes y un después para los vuelos transatlánticos más largos, sobre todo en el ámbito militar, facilitando la vigilancia de potencias rivales al otro lado del mundo. Este impacto se repetiría con la creación de la carga inalámbrica de drones, aunque esta innovación tecnológica pueda tener muchos más usos, lejos del sector militar.
Investigadores de todo el mundo trabajan en distintos proyectos para poder cargar los dispositivos dentro de una habitación sin el uso de enchufes o cables, sino a través del aire. También se estudia cómo trasladar energía de un lado al otro del mundo o desde el espacio. Paralelamente, programas impregnados de secretismo compiten en una carrera militar para ser los primeros en conseguir el sistema más eficiente, algo de lo que China presume ahora.
Carga autorregulable
La NPU asegura haber realizado un experimento que ha demostrado con éxito este proceso de carga autónomo e inalámbrico. El sistema se encarga de rastrear la posición del dron y enfoca los rayos láser hacia su módulo de carga. De esta forma, se demostraría la autonomía ilimitada de los drones impulsados por óptica ODD (optics-driven drones).
El planteamiento seguido por el equipo de investigadores chino propone equipar los drones con un módulo de conversión fotoeléctrica encargado de convertir la luz en electricidad para recargar la batería. No se trata de aplicar paneles solares con los que alimentar el dron, sino de cargarlo mediante rayos láser de alta energía.
Dron de China CH-5
"Los aspectos más destacados de la investigación son el sistema de seguimiento de visión inteligente de 24 horas y la reposición de energía autónoma de largo alcance para ODD", explicó el equipo de investigación a SCMP. Para rastrear los drones mientras se desplazan por el aire, se ha desarrollado un algoritmo de seguimiento basado en imágenes.
El algoritmo tiene en cuenta la iluminación, escala y rotación de la imagen para localizar los drones, lo que les ha permitido obtener buenos resultados en diferentes entornos. Para demostrar estas capacidades se habrían realizado tres vuelos de prueba: uno en interiores, otro de día al aire libre y un tercero nocturno, también en exterior.
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Tras este avance, le sigue el reto de transmitir la energía por el aire a larga distancia. Para aumentar la distancia de transmisión de energía inalámbrica, fue necesario reducir la atenuación del rayo en la atmósfera. La solución definitiva sería una tecnología de modelado de haz adaptativo que ajustaría su intensidad de forma autónoma.
Así, afirman haber reducido los efectos negativos de las turbulencias en el aire y las fluctuaciones de la densidad en la atmósfera, para que la energía llegue al dron con más fuerza. Los algoríitmos desarrollados por los investigadores incluso cuentan con sistemas de protección para rebajar la potencia del láser cuando detecten un obstáculo interfiriendo en su trayectoria.
Drones MAVC2 en unas maniobras del ejército de EEUU
Los investigadores no detallan más datos específicos que demuestren la eficiencia y distancia que consigue alcanzar su tecnología desarrollada, ya que son detalles confidenciales para proteger su aplicación militar. Esta podría ser decisiva, ya que disponer de plataformas de espionaje y ataque en vuelo permanente supondría una auténtica revolución en las operaciones militares.
Carrera internacional
China no es el único país que se ha planteado la importancia de tener siempre en el aire y en acción a una flota de drones autónomos listos para actuar o realizando tareas de vigilancia. Estados Unidos no puede dejar pasar la oportunidad y la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa, más conocida como DARPA, presentó una solicitud a mitad de 2022 donde sugería esta idea.
Antena para cargar drones en el aire
También existen empresas como Global Energy Transmissión, que desde hace años desarrollan tecnologías para conseguir que los drones vuelen sin límite. Al contrario que la innovación descrita por el equipo de NPU, esta empresa usa una estructura a la que acuden los drones para cargar la batería sin llegar a posarse. Esta gasolinera aérea se asemeja a un poste con cables en forma de círculo, que genera un campo magnético en el interior capaz de recargar los drones.
En lo que a distancia y potencia de la señal energética se refiere, hace pocos meses Airbus demostraba en Munich que su proyecto Emrod podría transmitir energía a una distancia de 36 metros. Para ello, utilizaron unas antenas rectificadoras conocidas como rectennas, que transmiten microondas de electricidad de un punto intermedio al siguiente. Su intención es crear una red de antenas por todo el mundo que muevan la energía de un punto a otro por el aire.
Este avance también serviría al programa Solaris de la ESA, que pretende recoger energía solar en el espacio y transferirla a la población en la Tierra. La diferencia en estos proyectos con la propuesta de la NPU pasaría por transferir esa energía a un objeto con una antena más pequeña y en movimiento.