Ya están equipados con un ojo atento, pero lamentablemente hasta ahora los drones de rescate han hecho oídos sordos a los gritos de ayuda, a menudo silenciosos, de las víctimas de la catástrofe. Los investigadores de Fraunhofer ahora quieren cambiar esto: están desarrollando un sofisticado sistema auditivo para drones que puede localizar con precisión los sonidos de personas enterradas mediante percepción directa y reconocerlos mediante inteligencia artificial. En el futuro, los drones equipados con «orejas delgadas» podrán guiar a los rescatistas de forma rápida y precisa a los lugares, afirman los científicos.
Después de catástrofes naturales o ataques, cada minuto cuenta cuando se trata de localizar a las víctimas en las zonas afectadas y brindarles ayuda. Los drones ya se han consolidado como herramientas importantes: pueden intervenir rápidamente en zonas a menudo de difícil acceso, proporcionar una imagen inicial de la situación y ayudar a localizar a las víctimas. En esto le ayudarán las cámaras termográficas y las cámaras termográficas de alta resolución. Pero las víctimas atrapadas bajo los escombros permanecen ocultas a estos sistemas y la visión es limitada incluso en medio del humo espeso, la niebla y la oscuridad.
Sin embargo, las víctimas enterradas también pueden darse a conocer gritando, golpeando la puerta o aplaudiendo. Sin embargo, hasta ahora ha sido difícil equipar a los drones con una capacidad efectiva para escuchar estos ruidos, a veces inaudibles. Ahora, un equipo de investigadores del Instituto Fraunhofer de Comunicación, Procesamiento de Información y Ergonomía (FKIE) ofrece una solución técnica a este desafío. Su complemento acústico a la visión de los drones se llama «Sistema de escucha utilizando un conjunto de nidos de cuervo», o «LUCY» para abreviar.
Localización de ruido sofisticada
La unidad sensorial consta de una estructura de árbol: 48 micrófonos están fijados en un conjunto con una disposición geométrica particular para que el sonido pueda grabarse desde todas las direcciones. Estos son pequeños micrófonos MEMS. Son robustos y económicos, ya que también se utilizan, por ejemplo, en teléfonos inteligentes. El conjunto es pequeño y liviano y, por lo tanto, puede montarse fácilmente en drones convencionales. Debido a su capacidad para proporcionar una visión general acústica, los científicos llaman a la estructura un conjunto de nidos de cuervos. “El punto de observación más alto de los barcos se llama Crow’s Nest, desde allí se puede ver en todas direcciones. Esto también se aplica a LUCY: nuestro sistema puede oír prácticamente sin restricciones en todas direcciones”, afirma Macarena Varela de FKIE.
Como explican los científicos, todo el sistema LUCY funciona en última instancia de la misma manera que nuestra capacidad auditiva: la información sonora primero se registra en una unidad receptora (en nuestro caso, los dos oídos) y se transmite al cerebro, donde se analiza. En LUCY, la unidad receptora que consta de 48 micrófonos está conectada a un módulo de procesamiento de señales que se utiliza para localizar fuentes de sonido. «Naturalmente, la audición espacial funciona mejor con 48 o más micrófonos que con dos sensores acústicos, y escuchar dirigido en una dirección también funciona mejor, al igual que escuchar a lo lejos», afirma el líder del grupo de investigación Marc Oispuu. El sistema también detecta frecuencias que el oído humano no puede registrar, señalan los desarrolladores.
La inteligencia artificial reconoce señales de socorro
Pero ¿qué pasa con el fuerte zumbido de los drones y otros ruidos perturbadores? Los investigadores explican que la unidad de procesamiento de señales puede ocultarlos de forma eficaz. Se utilizan filtros adaptativos e inteligencia artificial (IA). La IA también se especializa en reconocer patrones de sonido como gritos, golpes o aplausos que las personas suelen utilizar en situaciones de emergencia. El sistema de inteligencia artificial fue entrenado para distinguir entre ruidos relevantes y no importantes utilizando una base de datos de ruido, explican los desarrolladores.
Un dron equipado con LUCY es capaz de detectar los ruidos más sutiles, determinar con precisión su ángulo de incidencia e incluso clasificarlos. Debido a que el sistema es pequeño, económico y liviano, podría usarse a mayor escala en respuesta a desastres, dicen los desarrolladores. Los datos de ubicación recibidos se pueden transmitir a los equipos de rescate. En las tabletas se muestra la ubicación exacta de quienes buscan ayuda en la región afectada por el desastre. Los desarrolladores ahora están trabajando para que el sistema esté disponible para su uso pronto. También están previstas más optimizaciones: entre otras cosas, los 48 micrófonos se ampliarán en el futuro a 256 para mejorar aún más la clariaudiencia direccional de LUCY.
Fuente: Sociedad Fraunhofer
