Alas robóticas: drones militares que imitan halcones e insectos

Hurgar entre los escombros de edificios destruidos por la guerra en zonas de combate, buscar enemigos, sobrevivientes, trampas cazabobos o cosas peores es uno de los trabajos más peligrosos de la actividad militar.

Para quitarle el riesgo y el peligro a las operaciones de erradicación, una agencia del Pentágono está desarrollando un halcón robot de vigilancia que podría volar sobre los desechos de la selva urbana de combate a 72,4 km/h.

La Agencia de Proyectos de Investigación Avanzados de Defensa (DARPA, por sus siglas en inglés) —que ya es conocida como la creadora de algunos de los robots de guerra más inverosímiles del ejército de Estados Unidos— tiene como objetivo desarrollar drones autónomos lo suficientemente pequeños como para entrar por una ventana abierta.

Al volar rápidamente a través de edificios inestables o espacios internos peligrosos a 20 metros por segundo, el vehículo aéreo no tripulado evitaría la necesidad de la presencia física que pone en peligro a las tropas o a los equipos civiles de respuesta.

Como parte de un informe militar conocido como el programa Fast Lightweight Autonomy, el estudio busca desarrollar nuevos algoritmos que permitan que un vehículo aéreo no tripulado (UAV, por sus siglas en inglés)opere sin control remoto y sin el uso de referencias GPS para recorrer escaleras, corredores y otros obstáculos.

"Las aves de presa y los insectos voladores muestran el tipo de capacidades que queremos en los UAV", dijo Mark Micire, gerente del programa de DARPA.

"Los azores, por ejemplo, pueden volar muy rápido por bosques densos sin estrellarse contra un árbol".

"Además, muchos insectos pueden volar a toda velocidad y mantenerse en el aire con increíble rapidez y precisión".

"El objetivo del programa FLA es explorar los métodos no tradicionales de percepción y autonomía que darían a los pequeños UAV la capacidad de desempeñarse de forma similar, por ejemplo con una habilidad para navegar con facilidad por espacios estrechos a alta velocidad y reconocer rápidamente si ya han estado en una habitación con anterioridad".

En última instancia, la agencia dice que los algoritmos desarrollados en el programa podrían mejorar otro tipo de misiones no tripuladas, como los ambientes sub-acuáticos donde los sistemas GPS no funcionan.

"Las operaciones urbanas y de asistencia en situaciones de desastres serían los evidentes beneficiarios clave, pero las aplicaciones para esta tecnología podrían extenderse a una amplia gama de misiones con el uso de sistemas no tripulados grandes y pequeños unidos por plataformas no tripuladas como un sistema de sistemas", dijo Stephanie Tompkins, directora de la Oficina Científica de Defensa de DARPA.

El objetivo del programa sería eliminar el arduo trabajo de las tareas repetitivas en las que la fatiga puede hacer la diferencia entre la vida y la muerte.

"Permitir que los sistemas no tripulados aprendan la 'memoria muscular' y la percepción para las tareas básicas como evitar obstáculos, aliviaría la sobrecarga y el estrés de los operadores humanos, para que puedan enfocarse en supervisar los sistemas y llevar a cabo la misión más amplia".

Hacer drones en miniatura que podrían movilizarse en ambientes interiores también ha sido un enfoque del ejército de Estados Unidos.

Su Laboratorio de Investigación del Ejército, conocido como ARL, en Adelphi, Maryland, actualmente está trabajando en un proyecto para desarrollar insectos robóticos de vigilancia con alas que midan solamente de 3 a 5 centímetros de largo.

Las alas están hechas de titanato de circonio escalable de plomo, conocido como PZT, un material que se mueve y se dobla cuando se aplica un pequeño voltaje.

"Demostramos que en realidad podemos crear la elevación", dijo el Dr. Ron Polcawich, quien dirige el equipo.

"Así que sabemos que esta estructura tiene el potencial de volar". Alimentado por pequeños motores ultrasónicos que miden solo de 2 a 3 milímetros, el equipo también ha diseñado un robot parecido a un milpiés que simula arrastrarse cuando se aplica voltaje al material PZT.

Si bien el equipo ha demostrado que el proyecto funciona en principio, Polcawich dijo que podrían ser necesarios de 10-15 años más de investigación antes de que el ejército tenga un insecto de vigilancia completamente funcional.

Él dijo que sería necesario hacer más investigaciones para establecer algoritmos que permitirían que un insecto robótico se estabilice a sí mismo. Sería necesario colaborar más con otras instituciones —la Universidad de Harvard, por ejemplo, tiene un proyecto de "mosca robótica" que es tres veces más grande que el insecto robótico de ARL— a fin de crear un prototipo completamente funcional.

Polcawich dijo que mientras más pequeño es el dispositivo mecánico, más complicados son sus problemas aerodinámicos.

En una ráfaga de viento, una mosca "no se estabiliza a sí misma instantáneamente", dijo Polcawich.

"Daría una y otra vuelta y entonces se estabilizaría". Crear este tipo de inteligencia artificial o "habilidad cognitiva" tomaría tiempo, dijo, y se deben integrar varios sistemas distintos para desarrollar un robot que funciona como un insecto.