Acrobacias para drones

Desde que se iniciaron los vuelos aéreos, los pilotos han usado maniobras acrobáticas para probar los límites de sus aviones. Lo mismo ocurre con los aviones teledirigidos o drones: Los pilotos profesionales a menudo miden los límites de sus aviones no tripulados y miden su nivel de maestría efectuando tales maniobras en competiciones.

En colaboración con la empresa de microprocesadores Intel, un equipo de investigadores de la Universidad de Zúrich ha desarrollado un helicóptero de cuatro motores, o cuadriciclo, que puede aprender a realizar maniobras acrobáticas. Si bien es posible que estas no sean necesarias en las operaciones convencionales de los drones, es probable que un dron capaz de realizar tales maniobras sea mucho más eficiente. Podrá ser llevado a sus límites físicos, hacer uso completo de su agilidad y velocidad, y cubrir más distancia dentro de la duración de su batería.

Los investigadores han desarrollado un algoritmo de navegación que permite a los drones realizar de forma autónoma varias maniobras, usando nada más que las mediciones de los sensores de a bordo. Para demostrar la eficiencia de su algoritmo, los investigadores realizaron varias acrobacias, durante las cuales el dron está sujeto a un empuje muy alto y a una aceleración angular extrema. "Esta navegación es otro paso hacia la integración de los drones autónomos en nuestra vida cotidiana", dice Davide Scaramuzza, profesor de robótica y jefe del grupo de robótica y percepción de la Universidad de Zúrich.

En el núcleo del novedoso algoritmo se encuentra una red neural artificial que combina las imágenes de la cámara y los sensores de a bordo y traduce esta información directamente en comandos de control. La red neuronal se entrena exclusivamente a través de maniobras acrobáticas simuladas. Esto tiene varias ventajas: las maniobras pueden ser fácilmente simuladas a través de trayectorias de referencia y no requieren costosas demostraciones por parte de un piloto humano. El adiestramiento puede crecer hasta un gran número de maniobras diversas y no supone ningún riesgo físico para el cuadricóptero.

(Foto: Elia Kaufmann)

Solo se necesitan unas pocas horas de entrenamiento de simulación para que el cuadriciclo esté listo para su uso, sin necesidad de un ajuste adicional con datos reales. El algoritmo utiliza los datos sensoriales de las simulaciones y los transfiere al mundo físico. "Nuestro algoritmo aprende a realizar maniobras acrobáticas que son un reto incluso para los mejores pilotos humanos", dice Scaramuzza.

Sin embargo, los investigadores reconocen que los pilotos humanos siguen siendo mejores que los drones autónomos. "Los pilotos humanos pueden procesar rápidamente situaciones inesperadas y cambios en el entorno, y son más rápidos para adaptarse", dice Scaramuzza. No obstante, el profesor de robótica está convencido de que los drones utilizados para misiones de búsqueda y rescate o para servicios de entrega a domicilio se beneficiarán de poder cubrir largas distancias de forma rápida y eficiente. (Fuente: NCYT Amazings)