WORCESTER, Massachusetts — No se deje engañar por la máquina de humo, las luces espeluznantes y los murciélagos falsos: el laboratorio de robótica del Instituto Politécnico de Worcester no organiza una fiesta de Halloween.
Más bien, es un campo de pruebas para pequeños drones que pueden desplegarse en misiones de búsqueda y rescate incluso en condiciones de oscuridad, humo o tormentas.
“Todos sabemos que cuando hay un terremoto o un tsunami, lo primero que se cae son las líneas eléctricas. Muchas veces es de noche y no vas a esperar hasta la mañana siguiente para ir a rescatar a los sobrevivientes”, dijo Nitin Sanket, profesor asistente de ingeniería robótica. “Así que empezamos a observar la naturaleza. ¿Existe alguna criatura en el mundo que realmente pueda hacer esto?”
Sanket y sus estudiantes encontraron la respuesta en los murciélagos y en la capacidad altamente sofisticada de los mamíferos alados para ecolocalizarse o navegar a través del sonido reflejado. Con una subvención de la Fundación Nacional de Ciencias, están desarrollando robots aéreos pequeños, económicos y energéticamente eficientes que pueden volar donde y cuando los drones actuales no pueden operar.
El mes pasado, trabajadores de emergencia en Pakistán utilizaron drones para encontrar personas atrapadas en los tejados. inundaciones masivas. En agosto, un equipo de rescate utilizó un dron para encontrar a un hombre de California que recibió atrapado durante dos días detrás de una cascada. Y en julio, los drones ayudaron a encontrar una ruta estable hacia tres trabajadores mineros que pasó más de 60 horas atrapado bajo tierra en Canadá.
Pero mientras los drones son cada vez más comunes en búsqueda y rescate, Sanket y otros investigadores quieren ir más allá de los robots individuales operados manualmente que se utilizan hoy en día. Un siguiente paso clave es desarrollar robots aéreos que puedan desplegarse en enjambres y tomar sus propias decisiones sobre dónde buscar, dijo Ryan Williams, profesor asociado de Virginia Tech.
“Ese tipo de despliegue (drones autónomos) es efectivamente nulo”, dijo.
Williams abordó ese problema con un proyecto reciente que involucraba programar drones para elegir trayectorias de búsqueda en coordinación con buscadores humanos. Entre otras cosas, su equipo utilizó datos históricos de miles de casos de personas desaparecidas para crear un modelo que predice cómo se comportaría alguien si se perdiera en el bosque.
“Y luego usamos ese modelo para localizar mejor nuestros drones, para buscar en lugares con mayores posibilidades de encontrar a alguien”, dijo.
En WPI, el proyecto de Sanket aborda otras limitaciones de los drones actuales, incluido su tamaño y capacidades de percepción.
“Los robots actuales son grandes, voluminosos, caros y no pueden funcionar en todo tipo de escenarios”, afirmó.
Por el contrario, su dron cabe en la palma de su mano, está fabricado principalmente con materiales económicos y puede operar en la oscuridad. Un pequeño sensor ultrasónico, similar a los utilizados en los grifos automáticos de los baños públicos, imita el comportamiento de los murciélagos, enviando un pulso de sonido de alta frecuencia y utilizando el eco para detectar obstáculos en su camino.
Durante una demostración reciente, un estudiante usó un control remoto para lanzar el dron en una habitación muy iluminada y luego nuevamente después de apagar todo menos una luz roja que brillaba levemente. A medida que se acercaba a una pared clara de plexiglás, el dron se detuvo y retrocedió repetidamente, incluso con las luces apagadas y con niebla y nieve artificial arremolinándose en el aire.
“Actualmente, los robots de búsqueda y rescate funcionan principalmente a plena luz del día”, dijo Sanket. “El problema es que la búsqueda y los rescates son trabajos aburridos, peligrosos y sucios que se realizan muchas veces en la oscuridad”.
Pero el desarrollo no fue del todo fluido. Los investigadores se dieron cuenta de que el ruido de las hélices del robot murciélago interfería con el ultrasonido, por lo que requirieron carcasas impresas en 3D para minimizar la interferencia. También utilizaron inteligencia artificial para enseñarle al dron cómo filtrar e interpretar señales de sonido.
Aún así, queda un largo camino por recorrer para igualar a los murciélagos, que pueden contraer y comprimir sus músculos para escuchar solo ciertos ecos y pueden detectar algo tan pequeño como un cabello humano a varios metros de distancia.
“Los murciélagos son increíbles”, dijo Sanket. “No estamos ni cerca de lo que la naturaleza ha logrado. Pero el objetivo es que algún día en el futuro estemos allí y estos sean útiles para su despliegue en la naturaleza”.
