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domingo, 13 de mayo de 2018

El papel de los drones en la 4ta Revolución Industrial



Los drones, también conocidos como Vehículos Aéreos No Tripulados (VANT) o Unmanned Aerial Vehicle (UAV) por su denominación anglosajona, son aeronaves que vuelan sin tripulación. Son capaces de mantener un vuelo controlado y sostenido utilizando medios de propulsión que pueden ser por un motor de explosión (combustión interna), eléctrico (utilizando baterías) o de reacción (utilizando turborreactores o motores jets).

Su uso cada vez más popular en el ámbito civil, comercial y militar, además de que cada vez están dotados de mayor autonomía, incluso incorporándole mecanismos de inteligencia artificial, hacen que se conviertan en uno de los más notables implementos de la 4ta Revolución Industrial, la etapa que vive la Humanidad en estos momentos donde convergen las tecnologías digitales, físicas y biológicas.
Pero el uso de los drones no es algo tan reciente como parece, de hecho ha cumplido el centenar de años. Veamos.

Origen de los drones
Los primeros VANT fueron diseñados en el marco de la 1ra Guerra Mundial, principalmente para utilizarse como señuelos o como torpedos aéreos controlados remotamente, donde se destacan los siguientes:
  • RAF Aerial Target (1916): Fue una aeronave británica no tripulada que era conducida a control remoto y utilizada tanto para atacar a los Zepelines (aerostatos autopropulsados utilizados por los alemanes en la 1ra Guerra Mundial).
  • Sperry Aerial Torpedo (1917): Diseñado en Estados Unidos por los hermanos Sperry fue la primera aeronave en utilizar un mecanismo de piloto automático y su objetivo era convertirse en un torpedo aéreo preprogramado para abalanzarse hacia su objetivo.
  • Kettering Bug (1918): Paralelamente en Estados Unidos también Charles Kettering diseñaba otro torpedo aéreo que tenía un diseño más económico que el de los hermanos Sperry y tenía una autonomía de 120km.
  • RAE LARYNX (1925): Diseñado por los británicos, era un VANT lanzado por una catapulta desde alta mar y podía desarrollar 325 km por hora, una velocidad muy por encima de aviones caza de la época.

Kettering Bug (1918)

Clasificación de los drones
Según el método de sustentación, los drones se clasifican principalmente en aerostatos (se suspenden en el aire por utilizar un gas liviano) y aerodinos (aeronaves más pesadas que el aire). Los aerostatos se subclasifican de la manera siguiente:

Drone dirigible o Blimp impulsado por energía solar

  • Globos aerostáticos
  • Dirigibles (denominados Blimps)

En cuanto al grupo de drones aerodinos, se subclasifican así:

Drone de Ala Fija

  • Ala Fija (que pueden ser tipo Avión, Planeador, Ala Delta, Parapente y Paramotor)
  • Ala Rotatoria (que pueden ser tipo Helicóptero, Multirrotor y Autogiro)

Drone de Ala Rotatoria tipo Helicoptero fabricado en China

Los drones multirrotores son los más utilizados en el ámbito civil y pueden ser tricópteros (3 rotores), cuadricópteros (4 rotores), hexacópteros (6 rotores) y octacópteros (8 rotores).

Según el ámbito de uso, los drones se pueden clasificar también en militares o civiles. Sin embargo, por su versatilidad y múltiples potencialidades, estas clasificaciones se subdividen a su vez en varias categorías.
Drone Predator A del ejército de Estados Unidos


Drones de uso militar
En el campo militar, denominados Unmanned Combat Air Vehicle (UCAV) o Vehículos Aéreos de Combate No Tripulados, los drones se pueden utilizar para las siguientes funciones:

  • Vigilancia, inteligencia y reconocimiento
  • Ataques de guerra electrónica (incorporando jammers[1], generadores de pulsos electromagnéticos, etc.)
  • Ataque con misiles (utilizando misiles aire-tierra, aire-aire y bombas guiadas por láser)
  • Servir de señuelos en prácticas de artillería antiaérea

Drone Aladin del ejército de Alemania


Según la clasificación de la OTAN[1], los drones militares pueden ser de estas categorías:

Clase
Categoría
Altitud operacional
Radio de operación
Ejemplos


Clase I (menos de 150 Kg de peso)
Pequeño (>20 Kg)
Hasta 5,000 pies
50 km
Luna, Hermes 90
Mini (2-20 Kg)
Hasta 3,000 pies
25 km
Scan Eagle, Skylark, Raven, DH3, Aladin, Strix
Micro (<2 Kg)
Hasta 200 pies
5 km
Black Widow
Clase II (peso entre 150-600 Kg)
Táctico
Hasta 10,000 pies
200 km
Sperwer, Iview 250, Hermes 450, Aerostar, Ranger



Clase III (más de 600 Kg)
Ataque
Hasta 65,000 pies
Ilimitado
 X47B
HALE (Gran altitud y gran resistencia)
Hasta 65,000 pies
Ilimitado
Global Hawk
MALE (Media altitud y gran resistencia)
Hasta 45,000 pies
Ilimitado
Predator B, Predator A, Heron, Heron TP, Hermes 900, Altius
Fuente: OTAN

Drone Altius fabricado por Rusia

Drones de uso Civil
Las aplicaciones de los drones para fines civiles crecen cada día, especialmente por la incorporación de tecnologías que los hacen cada vez más autónomos y precisos. Estos son los principales usos a la fecha:
Drone para entrega de paquetes desarrollado por DHL

  • Eventos y cinematografía: Los drones abren una nueva gama de posibilidades para la transmisión, grabación y cobertura de eventos sociales, deportivos y artísticos, permitiendo tomas y ángulos que eran imposibles antes, lo cual enriquece todavía más la producción cinematográfica en espacios abiertos.
  • Transporte y entrega de mercancías: Ya en Israel y Rusia los utilizan para entrega de pizzas. El gigante Amazon está en proceso de obtener la aprobación para entregar mercancía comprada por Internet en toda la geografía de Estados Unidos.
    Drone ambulancia desarrollado en Holanda
  • Emergencias: Cada vez es mayor el uso de los drones para llegar a zonas que han quedado incomunicadas y así evaluar daños. También para suministrar equipos de primeros auxilios, alimentos y agua, o muestras médicas para llevar al laboratorio.
  • Búsqueda de personas: Con sus cámaras de alta definición e interactuando con aplicaciones especializadas, los drones cada vez son más utilizados para localizar a personas perdidas, sobretodo en áreas de poco acceso como montañas, bosques, etc. Incluso, en España fue desarrollada una aplicación, denominada LifeSeeker, capaz de convertir a los celulares de las personas extraviadas (aún en el área no haya cobertura de señal) en radiofaros o beacons para su localización.
  • Control fiscal: Para auditar terrenos declarados como baldíos y determinar si tienen o no construcciones para fines de recaudación fiscal.
  • Vigilancia fronteriza: Para detectar entrada de inmigrantes ilegales por la vía marítima o terrestre. Los Estados Unidos está evaluando utilizar esta tecnología para vigilar su frontera con México.
  • Agrimensura y cartografía: Gracias a los drones es posible medir grandes áreas de terreno en cuestión de minutos u horas, lo cual implicaba anteriormente días de trabajo de muchas personas.
  • Control de rebaños y ganado: Para determinar en todo momento la ubicación del rebaño o ganado en grandes extensiones territoriales.
    Drone de fumigación y fertilización
  • Fumigación y fertilización de sembradíos: En una fracción del tiempo y esfuerzo que implicaba la forma tradicional, ahora es posible fumigar o fertilizar grandes predios agrícolas, con la posibilidad de aplicar la cantidad adecuada según la necesidad de un punto específico de la siembra.
  • Control de incendios forestales: Ahora las unidades que combaten los incendios forestales cuentan con los drones para detectarlos tempranamente o prevenir su expansión.
  • Investigaciones arqueológicas: Su capacidad de desplazamiento y captura de imágenes en alta resolución facilita el hallazgo y documentación de yacimientos arqueológicos ubicados en lugares de difícil acceso.
  • Geología: Una de las aplicaciones prácticas de los drones en la ciencia es en la vulcanología, el estudio de los volcanes, tomando muestras de su interior y de las cenizas emitidas. Con ello contribuyen a predecir erupciones y para profundizar la investigación científica.
  • Hidrología: Para identificar los puntos de origen de ríos y arroyos.
  • Biodiversidad: Los drones son utilizados para replicar las rutas migratorias de las aves y estudiar el comportamiento de las mismas, repitiendo la ruta recorrida gracias a los GPS incorporados a algunos especímenes y evaluando las áreas recorridas.
  • Manipulación de materiales nocivos: Los drones han sido de mucha utilidad para evaluar y prevenir daños en zonas de alta radioactividad, accediendo a zonas que ningún humano podría tolerar.
  • Retransmisión de señal satelital: Para dar cobertura de Internet  o señal satelital en zonas sin cobertura. Estos drones funcionan con energía solar y pueden cubrir zonas específicas por un tiempo indefinido a un bajo costo.
  • Transporte de pasajeros: Muy próximamente Dubai será la primera ciudad del mundo en implementar los Drones-Taxi, ya que recientemente la ciudad aprobó su uso, los cuales tendrán capacidad para transportar pasajeros de hasta 100 Kg de peso y realizando viajes de hasta 30 minutos de duración. Serán fabricados por la empresa china Ehang.

Drone-Taxi a ser lanzado en Dubai (fabricado por China)

Constantemente se descubren nuevas aplicaciones de los drones, según se les va dotando de funcionalidades y capacidades, por lo que eventualmente su presencia será cada vez mayor en la vida de las personas.

Los drones y la Inteligencia Artificial
La Inteligencia Artificial, definida como un modelo computacional que otorga a una máquina la capacidad de aprender y resolver problemas, está siendo incorporada a los drones para otorgarles cada vez mayor autonomía. Es el caso de los experimentos de ingenieros de la Universidad de Carnigie Mellon en los cuales diseñan drones capaces de aprender rutas de vuelo eficientes en función del método prueba/error, donde éstos descartan una ruta al encontrar un obstáculo que les impida llegar a su destino.

Este tipo de investigación permitiría desarrollar en el futuro drones que se dediquen a mapear rutas para ser utilizadas por otros vehículos autónomos.

Los cielos de las grandes ciudades pronto se llenarán de drones

En un futuro no muy lejano tendremos ciudades inteligentes o smartcities con millares de drones sobrevolando ordenadamente y sin chocar entre sí, transportando mercancías, pasajeros y realizando mediciones, vigilancia y otras tareas. Incluso, podrían surgir drones personales que sigan a sus dueños mientras caminan por la ciudad cargando sus bolsas de compras hasta su destino o capaces de llevarte a la oficina el artículo que olvidaste en la habitación porque tendrán preprogramadas tus direcciones establecidas como favoritas.

El futuro ya está aquí, estás preparado?




[1] Dispositivos diseñados para producir interferencias o bloqueo de las señales de comunicación inalámbrica
[2] Organización del Tratado del Atlántico Norte (OTAN), es una alianza militar intergubernamental que incluye a países de Norteamérica y de Europa.