Un dron que entra a una zona de desastre no puede confiar en una ruta planificada de antemano. Los mapas pueden estar incompletos, los escombros se mueven y el siguiente peligro puede llegar desde cualquier dirección. El MIT presentó un sistema de navegación que construye un corredor de vuelo seguro alrededor de los movimientos futuros posibles de esos peligros, para que el dron evite choques incluso sin un mapa previo, informó New Atlas.
El sistema se llama SANDO y planifica rutas en entornos desconocidos con una garantía matemática de evitar colisiones, siempre que se cumplan sus supuestos de operación. No necesita saber hacia dónde van los obstáculos, solo un límite superior confiable de su velocidad.
"Lo único que el planificador necesita saber es la velocidad máxima que podrían alcanzar los obstáculos", explica Kota Kondo, que acaba de doctorarse en aeronáutica y astronáutica en el MIT.
El interés de Kondo por la robótica de respuesta a desastres viene del accidente nuclear de Fukushima, en Japón. Es el autor principal del estudio publicado en IEEE Transactions on Robotics.
"Recuerdo ver la respuesta en la planta nuclear y pensar por qué los humanos tenían que acercarse tanto. ¿Había otra forma de manejar esta situación?", cuenta. "Eso se me quedó grabado."
¿Qué hace distinto a SANDO?
Los planificadores de vuelo usan las cámaras y sensores del dron para trazar la ruta a su destino. Según el MIT, muchos sistemas actuales ofrecen garantías formales de seguridad solo cuando los obstáculos están quietos o se conocen de antemano. Otros esquivan objetos en movimiento, pero sin garantía matemática de que no habrá choque.
SANDO planifica en torno a las posibilidades en vez de apostar por una sola predicción. El sistema detecta, agrupa y sigue los obstáculos en movimiento, y rodea a cada uno con una esfera virtual que representa cuánto podría desplazarse en cualquier dirección dentro de un tiempo dado. Mientras más lejos mira el planificador hacia el futuro, más grande es esa esfera.
Un peatón distraído sirve de ejemplo. En lugar de suponer que seguirá caminando derecho, el planificador deja espacio para cada posición que podría alcanzar dentro de su velocidad límite.
Alrededor de esas zonas de resguardo que crecen con el tiempo, SANDO construye un corredor de seguridad, una cadena de regiones conectadas del espacio tridimensional libres de obstáculos. Como el corredor cambia con el tiempo, también considera peligros que podrían cruzarse en la trayectoria del dron después de calculada la ruta.
"Pero como consideramos este componente temporal, ahora podemos garantizar la seguridad hacia el futuro", dice Kondo.
Un planificador aparte, basado en un mapa de calor, marca las zonas con muchos obstáculos y desvía al dron hacia rutas menos congestionadas. Dentro del corredor de seguridad, SANDO calcula la trayectoria más rápida y actualiza tanto el corredor como la ruta de vuelo con el computador de a bordo.
¿Cómo le fue en las pruebas?
En simulaciones, SANDO llegó a destino más rápido que varios sistemas de referencia del estado del arte y evitó colisiones en todos los entornos probados, según el MIT. También esquivó todos los obstáculos en movimiento en 12 vuelos con un dron real.
Esos resultados respaldan el enfoque, pero 12 vuelos exitosos no prueban que el sistema esté listo para cualquier escenario de desastre. La garantía matemática depende además de que se cumpla el límite de velocidad de los obstáculos. Un objeto que se mueva más rápido que ese límite queda fuera de la garantía que describen los investigadores.
Los próximos pasos podrían incluir reducir la carga de cómputo y conectar SANDO a sistemas de aprendizaje automático que reciban instrucciones en lenguaje natural. En el video que acompaña al anuncio, Kondo también menciona la idea de coordinar varios drones que compartan observaciones y se repartan las tareas de búsqueda.
Si funciona fuera del laboratorio, SANDO permitiría a los rescatistas revisar lugares peligrosos más rápido sin entrar primero, y guiar drones dentro de edificios colapsados, túneles mineros o barrios con mucha gente. El anuncio original está en el sitio de MIT News.
