Un rastreo mediante enjambres de drones mejorado para mantenernos seguros
Los VANT pueden detectar su entorno, intercambiar información con otros VANT de su red y localizar su posición para reconstruir un mapa de su entorno. Además, los VANT que transportan sensores de radiofrecuencia son más flexibles y reconfigurables que los sensores terrestres (fijos) tradicionales, puesto que pueden ir cambiando fácilmente su posición con el paso del tiempo. En consecuencia, siempre pueden mantener un enlace de comunicación fiable con otros VANT u objetivos y evitar obstáculos que obstruyen su línea de visión. Durante un incendio, por ejemplo, los VANT pueden ofrecer una infraestructura de posicionamiento temporal a los primeros intervinientes y valorar el estado de un edificio. Pueden entrar en estructuras llenas de humo para mapear el entorno interior y hacer un seguimiento tanto de los bomberos como de otras personas en su interior. Los VANT también pueden formar una red para actuar como un sistema de radar cooperativo para el rastreo en tiempo real y de alta precisión de VANT «maliciosos» no autorizados. La red puede calcular la firma Doppler, una función de la señal de retorno procedente de las hélices de los VANT que les permite distinguir entre VANT, otros objetos voladores y aves. Esto puede contribuir a prevenir ataques terroristas perpetrados mediante VANT no autorizados de pequeño tamaño, prácticamente imposibles de detectar con radares terrestres convencionales.
Nueva red de detección
El proyecto financiado con fondos europeos AirSens desarrolló algoritmos de inteligencia de enjambre y técnicas de procesamiento de datos que permiten a los VANT realizar una detección del entorno y un rastreo extremadamente precisos tanto en interiores como en exteriores. Esta investigación se llevó a cabo con el apoyo del programa Marie Skłodowska-Curie. Inicialmente AirSens verificó la capacidad de los VANT de formar una nueva red de radares que respalde la red terrestre para supervisar su entorno. «El procesamiento se reparte entre la red de VANT: cada uno de ellos se puede considerar un agente autónomo y colaborativo. Para limitar el consumo de batería durante el vuelo, los VANT se comunican únicamente con sus vecinos más cercanos», explica la investigadora Anna Guerra. Mediante radares multiantena de ondas milimétricas que emplean un rango de frecuencias de entre 30 y 300 GHz se puede instalar un gran conjunto de antenas en el espacio reducido de un VANT. «La elevada resolución angular resultante y el amplio ancho de banda de señales permiten una precisión centimétrica en la localización, incluso usando un único radar de VANT», añade Guerra.
Una amplia gama de aplicaciones
Otro aspecto importante del proyecto incluye la investigación de las capacidades de mapeo de los enjambres para permitir a los VANT evitar obstáculos y edificios que obstruyen su línea de visión. Los investigadores también valoraron cómo controlar el enjambre de VANT desarrollando algoritmos de «búsqueda de información» que «buscan» trayectorias de VANT que puedan maximizar la precisión de su posicionamiento. «AirSens aúna esta necesidad de integración, autonomía e inteligencia de los VANT», señala Guerra. El enjambre puede resultar útil a la hora de investigar entornos desconocidos o peligrosos, como en operaciones de minería y en el rescate de personas tras un incendio, accidente o catástrofe natural. Asimismo, los algoritmos que se desarrollaron inicialmente para el rastreo y navegación pueden readaptarse para la detección de partículas contaminantes peligrosas y el control de la calidad general del aire. Además, AirSens ofrece soluciones para servicios industriales innovadores que contribuyen al crecimiento y la competitividad de Europa. «Constituyen la base de iniciativas futuras, como la investigación del rendimiento de las redes tridimensionales de VANT para la detección y comunicación conjunta en la siguiente generación de sistemas celulares 6G», concluye Guerra.
Palabras clave
AirSens, VANT, red, enjambre, radar, dron, catástrofes naturales, firma Doppler