Robert Klatte
Enjambres de pequeños drones pueden encontrar automáticamente fugas de gas peligrosas incluso en entornos complejos.
Delft (Holanda). Las plantas industriales suelen ser tan complejas que es difícil encontrar pequeñas fugas de gas. Actualmente, las personas con dispositivos de detección tienen que examinar manualmente los intrincados sistemas de tuberías y los espacios confinados. Esto lleva mucho tiempo y es peligroso en muchos casos. Sin embargo, hasta ahora, la tarea aún no se ha confiado completamente a los robots, porque los sensores artificiales son difíciles de reconocer los cambios en la concentración de gas. Además, los robots y drones con los sensores apropiados eran anteriormente relativamente grandes y, por lo tanto, no podían llegar a todas las áreas.
Los científicos de la Universidad Técnica de Delft han desarrollado un nuevo sistema en el que, en lugar de un solo detector, muchas unidades pequeñas trabajan juntas para buscar fugas de gas. “Estamos convencidos de que los enjambres de pequeños drones son una forma prometedora para la ubicación autónoma de fuentes de gas. El pequeño tamaño les permite volar incluso en condiciones de hacinamiento y explorar entornos complejos en tres dimensiones ”, explican los investigadores que trabajan con Guido de Croon. El uso de un enjambre también le permite registrar con mayor precisión los gradientes de concentración en diferentes ubicaciones y, por lo tanto, rastrear más fácilmente la fuente de gas.
Inspiración en el comportamiento de búsqueda de insectos.
Un desafío particular en el desarrollo de drones fue su pequeño tamaño. Los científicos se han inspirado en la naturaleza. “De hecho, existen numerosos ejemplos biológicos de navegación y localización exitosas de fuentes de olores con capacidades muy limitadas. Piense en cómo las moscas de la fruta, con sus diminutos cerebros de solo 100.000 neuronas, señalan la ubicación de los plátanos en su cocina. Si bien no pudimos copiar directamente estos comportamientos, les enseñamos comportamientos igualmente simples para hacer el trabajo «, explica Bart Duisterhof.
Algoritmo Sniffy Bug Bug
El enjambre de drones, cada uno de solo doce centímetros de ancho y 37,5 gramos, está controlado por una inteligencia artificial (IA) que se encarga de la navegación y la comunicación. El comportamiento básico de los drones está controlado por el llamado algoritmo de sniffy bug. Este es un algoritmo especial que distribuye el quadcopter de tal manera que se evitan entre sí y no chocan con obstáculos cercanos.
Tan pronto como una sola amenaza detecta una fuga de gas, un algoritmo adicional detecta el comportamiento colectivo. Esto asegura que los drones coordinen y rodeen sistemáticamente la fuente de gas. Los drones individuales aquí solo necesitan medir la concentración de gas, pero no la dirección del viento o el gradiente de concentración de gas.
Fugas de gas encontradas en pruebas de campo
En pruebas prácticas, los enjambres de drones pudieron detectar con éxito fugas de gas en entornos complejos. Antes de que el producto se pueda utilizar en la industria, según De Croon, todavía se necesitan optimizaciones. Estos se refieren principalmente a las habilidades de navegación del enjambre.
“Nuestro trabajo muestra que enjambres de pequeños drones pueden realizar tareas muy complejas. Esperamos que este trabajo inspire a otros investigadores en robótica a incluir este tipo de inteligencia artificial en sus desarrollos en el campo del vuelo autónomo ”, explica de Croon.
