Un equipo de investigadores del Instituto Smart Cities de la Universidad Pública de Navarra (UPNA) trabaja en el sistema de comunicaciones de un dron autónomo, operado por un sistema experto, que pueda utilizarse en misiones de emergencia. El trabajo forma parte del proyecto EMERAL en el que la UPNA participa junto con las empresas las empresas Tesicnor, Sistemas Navarra, i3Code Solutions, Naitec y Fuvex. El objetivo es lograr drones capaces de despegar de forma autónoma si concurren condiciones meteorológicas con potencial para provocar desastres naturales, volar según un plan de vuelo prefijado, captar en el entorno información de interés y regresar al centro de control para transmitir la información a los gestores del servicio de emergencias
El proyecto “EMERAL: EMERgency uAvs for Long range”, financiado en la última convocatoria de proyectos estratégicos del Gobierno de Navarra, pretende utilizar drones autónomos en inundaciones y sustituir a los helicópteros —cuya operación requiere mayores costes y entraña mayores riesgos para el personal de emergencias— para efectuar la recogida de información, tanto en fases preventivas, para preparar planes de contingencia, como en situaciones de emergencia, para desplegar rescates u otro tipo de actuaciones en terreno, e incluso después del desastre, para analizar sus efectos en el entorno.
De izquierda a derecha, Ion Goizueta Crespo, Jesús Villadangos Alonso, José Ramón González de Mendivil Moreno, Alberto Córdoba Izaguirre, Federico Fariña Figueredo, José Javier Astrain Escola y Francisco Javier Falcone Lanas
Los trabajos en marcha se basan en una aplicación web ya desarrollada y operativa, el gestor de planes de emergencia para inundaciones Noe, ideado por la empresa Tesicnor. Se trata de un sistema que actúa como alarma temprana en caso de emergencias según una serie parámetros definidos. El proyecto EMERAL parte de esta aplicación, a la que el equipo de investigadores quiere integrar el vuelo autónomo de los drones, operado por un sistema experto. “No conocemos ninguna otra iniciativa en el mundo que incorpore estas posibilidades”, explica Jesús Villadangos, investigador del ISC que forma parte del proyecto, en el que también participan los investigadores de la UPNA Alberto Córdoba, José Javier Astrain, Francisco Falcone, José Ramón González de Mendivil, Ion Goizueta y Federico Fariña, Almudena Ochoa Lainez, Pablo Medrano Fernández y Sandu Ilco.
“La idea es que el sistema experto avise cuándo es recomendable que un dron realice un viaje de inspección, se genere automáticamente un plan de vuelo, el plan se cargue en el vehículo y se inicie el trayecto. Trabajamos hacia un escenario en el que todo podría realizarse de manera autónoma, pero en la práctica siempre requerirá la autorización última de un responsable a cargo del sistema por la normativa en vigor”. Esto en cualquier caso es muy positivo, porque hará que el sistema siga aprendiendo a lo largo del tiempo, refiere Villadangos.
El principal reto al que se enfrentan los investigadores es el desarrollo del sistema experto que analizará las variables climatológicas existentes y recomendará las acciones a realizar. “Para ello hemos utilizado un sistema de reglas basado en la lógica fuzzy, similar a una red neuronal, pero capaz de modelar el conocimiento del ser humano. A fin de cuentas, lo que hacemos es incorporar al sistema los conocimientos de los técnicos de emergencias y modelar sus valoraciones en base a parámetros existentes, lo que da como resultado decisiones concretas”, resume el investigador.
Salvando los obstáculos geográficos
Otro de los retos a los que se debe enfrentar el grupo de investigadores es analizar la orografía del terreno y generar un plan de vuelo capaz de salvar los eventuales obstáculos, por ejemplo, en zonas montañosa. Para ello, el sistema se nutre de bases de datos LiDAR (del inglés light detention and ranging), una técnica de teledetección óptica que recoge información sobre el terreno mediante el uso de tecnología láser y que la mayoría de estados de Europa administran en bases de datos de acceso público. Además, incorpora otras fuentes de datos como las imágenes de satélite de la misión Sentinel-2 o los datos públicos sobre capas de uso de suelo. A partir de esos datos el sistema deberá generar de manera automática los planes de vuelo, algo que presenta numerosas dificultades.
“Planificar en un desierto es fácil, pero en sitios montañosos es muy complicado, entre otras cosas porque la regulación de la mayoría de países obliga a tener comunicación constante entre el dron y el operador para que se pueda activar la operación manual si es necesario, aunque el dron esté volando en remoto”, explica el investigador
Para salvar este problema, los miembros del proyecto han diseñado un procedimiento de vuelo para las misiones de emergencia en el que se emplea un segundo dron que sirve de enlace de comunicaciones con el dron encargado de las inspecciones. Por último, para garantizar la máxima seguridad en las misiones, el equipo de investigadores de la UPNA trabaja en la mejora del software de seguridad que incorpora la controladora de vuelo de los drones.