En busca de nuestros propios drones

Un dron es un algoritmo que vuela. Tiene –necesita– una estructura, circuitos, placas, hélices, antenitas. Esos elementos hacen que el dron físicamente se eleve, pero empieza a volar cuando el cálculo matemático que lo mantiene estable le permite ir de acá para allá, esquivar objetos y cumplir una misión está terminado. De eso trabaja Juan Ignacio Giribet: escribe algoritmos para que los drones vuelen. Juan es doctor en Ingeniería, docente e investigador del Conicet y docente en la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de Buenos Aires. Allí dirige un laboratorio que creó tres prototipos que, espera, se conviertan en los moldes para crear drones aplicados a campos de investigación en diversos sectores productivos del país. Pero estos drones, los drones de Juan, no sólo vuelan gracias a cálculos matemáticos; junto con su equipo de investigadores, desarrolló algo que en la Argentina nunca se había creado: el hardware necesario para que un objeto vuele, el cerebro del dron.

"Nuestro objetivo principal era hacer los algoritmos de los drones, y algunas cosas de electrónica. Pero esta vez fuimos más allá y desarrollamos la computadora nosotros", explica Juan.

Este cerebro consiste en una plaqueta con un microprocesador que permite controlar el vehículo usando sensores inerciales, y un GPS y un magnetómetro que le dan posicionamiento y le permiten seguir la trayectoria que le sea programada. "El cerebro del dron es el centro donde está todo. Su función principal es mantenerlo estable, que se quede quieto en el aire de manera tal que vos lo puedas comandar y que él sólo distribuya la fuerza entre los motores para ir de un lado a otro", explica Juan. "Poner a volar a un dron no es difícil, el problema es que vuele bien", afirma.

Una vez que terminaron de escribir los algoritmos, Juan y su equipo vieron que para probarlos necesitaban también crear su propio hardware, más allá de los que existen en el mercado. "Cuando uno piensa en un vehículo que vuela, como puede ser un cohete o un satélite, el problema en general está centrado en el control y la navegación de ese vehículo. El problema del control es importante, porque, si vos estás posicionado y orientado, y querés moverte hacia otro punto, el vehículo tiene que saber cómo ir a ese punto", explica Juan, que trabajó sobre estos aspectos en la Comisión Nacional de Actividades Espaciales (CONEA). "Entonces empezamos a probar algunos algoritmos que habíamos desarrollado y nos dimos cuenta de que necesitábamos un hardware diseñado especialmente, que no podíamos utilizar un cerebro estándar, de mercado. Así empezamos a diseñar el hardware, aunque no era nuestro objetivo inicial", cuenta.

El chiche de moda

Un dron es un vehículo aéreo no tripulado (VANT o UAV en inglés) capaz de volar por sus propios medios, y que no transporta al piloto que lo navega. Aunque, como casi todo desarrollo tecnológico, empezó como parte de investigaciones militares –sobre todo para inteligencia o ataques con cero riesgo de bajas propias–, en los últimos años cobró popularidad de la mano de la reducción en los costos de algunos de sus componentes, como el comando remoto, las antenas y las cámaras de video; la miniaturización de los componentes que le permiten ser operado ("la complejidad de los circuitos integrados se duplicará cada año con una reducción de costo conmensurable", sentencia la Ley de Moore); y por la relativa facilidad para manejarlos: al tener un comando similar a un joystick, cualquier persona con "horas de vuelo" en juegos de simulación puede rápidamente aprender a controlarlo.

Así, hoy podemos ver surcar los cielos a cuadricópteros de 5 mil pesos, livianos y con baja autonomía de vuelo. Tanto explotó el uso de los drones en el ámbito civil que, según la Asociación Internacional de Sistemas de Vehículos No Tripulados de Estados Unidos, que representa a más de 7 mil empresas del sector en 60 países, en 10 años los drones civiles representarán un mercado mundial de 82 mil millones de dólares anuales, y crearán solo en Estados Unidos 100 mil puestos más de trabajo, que se sumarán a los 70 mil ya creados en los últimos años.

Según la Asociación Internacional de Sistemas de Vehículos No Tripulados de Estados Unidos, en 10 años los drones civiles representarán un mercado mundial de 82 mil millones de dólares anuales.

En la Argentina, mientras tanto, vamos con más calma. La gran esperanza de desarrollo de drones a escala está puesta en el programa SARA (Sistema Aéreo Robótico Argentino), un proyecto del Estado nacional que reúne diferentes proyectos iniciados por el Ejército y la Fuerza Aérea en 2010 y que concluirá en diez años con el desarrollo de una familia de aviones no tripulados, que serán utilizados para la vigilancia y el control de grandes espacios aéreos, terrestres y marítimos del país.

Pero, fuera de los experimentos militares, en los ámbitos de investigación de las universidades tecnológicas también se está trabajando en crear el dron argentino. El trabajo de Juan y su equipo es uno de ellos. Empezaron hace poco menos de dos años, consiguieron el impulso y el financiamiento necesario de la UBA y el Ministerio de Ciencia y Tecnología, y lo llamaron Proyecto SANTAG: Sistema Aéreo No Tripulado para Aplicaciones Geoespaciales. "A nosotros nos interesa resolver problemas de navegación. Saber dónde y cómo está ubicado el vehículo para llevarlo adonde querés. Y los sensores estándar que te permiten conocer esa información no son suficientes. Por ejemplo, un GPS te dice en dónde está el vehículo, pero no en qué dirección está orientado, mientras que un magnetómetro te dice cómo está orientado con respecto al Norte, pero tampoco es preciso. Al crear nuestro propio hardware, logramos fusionar toda la información de los distintos sensores para tener datos de la mayor calidad posible", explica. La placa que hace a la vez de cerebro del dron, aclara, fue diseñada y soldada en el país. "La podríamos haber comprado, pero al hacerla nosotros pudimos elegir los sensores necesarios para cada aplicación. Por ejemplo, la agrimensura necesita mucha precisión. Esa es una ventaja que con un hardware hecho afuera y estándar no podés lograr. Ahora tenemos un vehículo propio, con programación propia y hardware propio. Es una gran ventaja. Además, en el camino aprendimos un montón".

El SANTAG no es el único proyecto universitario de drones. Otro es el Solodama, un dron solar en desarrollo en la Universidad Nacional de Córdoba (provincia con tradición aeronáutica que alberga además un puñado de empresas privadas que fabrican drones para diferentes aplicaciones). Solodama es un avión liviano cuyas alas están tapizadas de paneles solares que podría utilizarse para avistamientos diurnos de larga duración o como estación de enlace de telecomunicaciones. Se trata del primer dron solar del país y apunta a resolver una de las principales limitaciones a la hora de desarrollar una unidad de vuelo no tripulada: la autonomía. "Ese es nuestro límite, la duración de la batería", explica Giribet.

También en la Universidad Tecnológica Nacional (UTN) están trabajando en investigación para el desarrollo de drones. "Estamos trabajando sobre cuadricópteros, que vendrían a ser pre-drones", define Alejandro Furfaro, director de la carrera de Ingeniería Electrónica de la Facultad Regional de Buenos Aires de la UTN. Aún no comenzaron a diseñar un prototipo, pero sí trabajan sobre cálculos que los hacen volar, primero, y luego los mantienen estables. Otro polo de investigación en drones es Tucumán, más precisamente el Laboratorio de Inteligencia Artificial de la Universidad Nacional de Tucumán (UNT), donde Gustavo Jua´rez y su equipo desarrollan algoritmos inteligentes que permiten el vuelo auto´nomo, las telecomunicaciones y la implementacio´n de procesos de tolerancia a fallas. "Hace tres años que estamos investigando el tema de los drones", cuenta Gustavo desde Tucumán. En este momento, el equipo tucumano está trabajando en el desarrollo de la estructura del dron, el esqueleto. "Estamos haciendo pruebas con varillas de carbono", cuenta Gustavo. El objetivo final es lograr la tecnología que permita los vuelos en enjambre. "Para eso vamos a aplicar la placa controladora de Giribet", dice. Si poner a volar a un dron es complejo, el vuelo en enjambre es aún más: consiste en un vuelo sincronizado de un conjunto de drones, de manera tal que, con movimientos realizados sobre un dron especi´fico, el resto de los drones imite esta acción.

Vuelo productivo

El trabajo de las universidades no es meramente académico, sino que busca una integración con áreas productivas del país. De hecho, ese es el objetivo final del programa tucumano "Desarrollo de plataforma de vuelo no tripulada de propo´sitos generales", que busca generar soluciones a problemas sociales de diferente i´ndole. "Si bien los drones pueden abordarse desde diferentes enfoques, la idea con la que trabajamos es brindar soluciones a problemas sociales concretos, como manejo del fuego, seguridad ciudadana y agricultura de precisio´n", detalla Gustavo.

Los tres prototipos de drones desarrollados por Giribet y su equipo alcanzan una altura de entre 500 metros y un kilómetro, dependiendo del modelo, y el objetivo es lograr un producto adaptable a las necesidades de investigación locales. "Esta tecnología tiene un montón de aplicaciones: mapeo de incendios para ver cómo se propaga el fuego, rescate de personas, inspección de obras, y también para campos más típicos, como agricultura, agrimensura y topografía", cuenta Juan. Y también hay casos extremos. "Un tipo me escribió porque quería usar uno de los drones para filmar el acto escolar de su hijo", cuenta. Esto es un reflejo de cómo explotó y se familiarizó esta tecnología. "Hace unos años eran proyectos universitarios, después se hicieron populares y en los últimos dos años todo el mundo quiere tener un dron", dice. La buena noticia es que también hay inversores privados interesados en hacer crecer esta industria en la Argentina. "Dentro de poco vamos a tener una empresa que venda drones desarrollados y diseñados acá", concluye Giribet.