Drones autónomos, definición y clasificación

De 0 a 5: cuáles son los diferentes niveles de vuelo autónomo en un dron o UAV. Te explicamos cuáles son los 6 niveles de drones autónomos

En noviembre de 2020 un dron STM Kargu-2, un vehículo aéreo totalmente autónomo de fabricación turca, atacaba tropas de combate en Libia. “Estos letales sistemas autónomos de armas fueron programados en la costa de Libia para atacar objetivos sin requerir la conectividad de datos entre el operador y la munición”, en palabras de las Naciones Unidas, con “una verdadera capacidad de disparar, olvidar y encontrar”. La noticia saltaba a los medios de comunicación un año después y oficializaba la llegada drones autónomos al gran público abriendo los debates éticos sobre su utilización militar, debates que todavía tenemos que resolver.

Pero más allá de su uso militar, los UAV autónomos ya son una realidad en múltiples ámbitos civiles.

Que son los drones autónomos

Podemos definir los UAV autónomos como aquellas aeronaves capaces de operar sin la intervención de un piloto. La mayoría de los drones que conocemos están tripulados, aunque sea de forma remota, mientras que un dron autónomo es capaz de tomar decisiones de vuelo por su propia cuenta. En los UAV autónomos existe un sistema de gestión de vuelo (FMS, Flight Management System), que es capaz de decidir por sí mismo cómo pilotar la aeronave para evitar colisiones, mantener rumbos frente a ráfagas de viento…

No debemos confundirlo con la autonomía de vuelo, el tiempo que una aeronave es capaz de estar en el aire sin necesidad de repostar.

Clasificación de drones autónomos

La industria automovilística lleva años realizando clasificaciones de los distintos niveles de conducción autónoma de los coches. A falta de una clasificación de las autoridades u organismos oficiales podemos adoptar dicha clasificación para los UAV o drones. De esta forma se pueden definir 6 niveles de autonomía. Los niveles van del 0, ninguna autonomía a 5, un vehículo completamente autónomo.

  • Nivel 0: No hay automatización del vuelo. Es el piloto quien maneja completamente la aeronave.
  • Nivel 1: Asistencia al pilotaje. Aunque la aeronave cuenta con algún sistema de automatización, como por ejemplo el control de la altitud, es el piloto quien tiene el control del RPA.
  • Nivel 2: Hay una automatización parcial del pilotaje. Existen múltiples sistemas autónomos funcionando simultáneamente, pero es el piloto quien tiene el control.
  • Nivel 3: La aeronave opera de forma autónoma bajo ciertas condiciones, pero un piloto debe monitorear el vuelo y debe de estar preparado si el sistema lo solicita o se produce un fallo o pérdida de las condiciones de funcionamiento, pasando en ese momento a controlar el dron. En este nivel la aeronave funciona de forma autónoma durante un tiempo.
  • Nivel 4: Automatización elevada del vuelo. La aeronave es autónoma en la mayoría de las situaciones; el piloto puede hacerse cargo, pero generalmente no tiene por qué hacerlo. No es necesario un usuario preparado para intervenir si el sistema lo solicita o se produce un fallo. El propio sistema de automatización del vuelo cuenta con un sistema de respaldo para actuar en caso de fallo del sistema principal y llegar al suelo sin riesgo. Sin embargo el funcionamiento del sistema sigue limitado a ciertas condiciones y por tanto el dron puede encontrarse en situaciones en las que no pueda seguir volando. Desaparece la figura del piloto remoto.
  • Nivel 5: El dron es totalmente autónomo. La aeronave cuenta con un sistema de gestión de vuelo capaza de tomar decisiones ante imprevistos y con un sistema de respaldo para actuar en caso de fallo del sistema principal y poder llevar la aeronave hasta una situación de riesgo mínimo.

En la actualidad, la mayoría de los RPA autónomos se encuentran entre el nivel 3 y el nivel 4, donde el dron puede tomar algunas decisiones, pero es necesario un cierto nivel de supervisión humana, aunque el nivel 5 está cada vez más extendido.

Sectores de uso

Respecto a los sectores de uso, en el ámbito civil, la logística es uno de los campos dónde más se está desarrollando el uso de drones autónomos. En Cantón (China) DHL Express y el fabricante Ehang se han asociado para desarrollar una solución de envío de paquetes mediante drones totalmente autónomos para abordar los desafíos del reparto de última milla en el área urbana de Liaobu.

También son empleados en almacenes logísticos de gran tamaño, donde drones no tripulados, que gozan de total autonomía durante la operativa tras haber sido previamente programados, se usan para realizar inventarios de material, por ejemplo.

Diferentes países (Francia, Dinamarca…) están aprobando vuelos exteriores de drones autónomos, que no requieren ser operados por un piloto, para operaciones de seguridad y emergencias.

Imagen cortesía de AirSim

La tecnología que lo hace posible

Los UAV autónomos ya son posibles gracias a los avances en Inteligencia Artificial (IA). Empresas como Microsoft, NVidia, etc. trabajan en soluciones de IA para drones bien empleando Deep Learning o Machine Learning.

Otra tecnología que posibilita la llegada de los RPA autónomos es implantación de redes 5G, o quinta generación de tecnología móvil. Las redes 5G posibilitan el aumento de la velocidad de conexión y la reducción de la latencia (tiempo de respuesta de la red) permitiendo una hiperconectividad no conocida hasta ahora.

Para operar de forma autónoma los UAV necesitan una serie de sensores y software para interpretar datos en milisegundos; sensores que van desde cámaras de video electroópticas e infrarrojas a un sistema de imágenes láser (LIDAR), reconocimiento de imágenes o sistemas de posicionamiento de alta precisión.

Para que todos estos sistemas sean útiles las aeronaves deberán estar dotadas de Inteligencia Artificial y algoritmos capaces de interpretar los diferentes datos de los sensores y responder a diferentes dinámicas de vuelo e imprevistos (cambios bruscos de condiciones meteorológicas, obstáculos, etc.) que garanticen su funcionamiento seguro y correcto.

También hay que tener en cuenta a otras aeronaves que estén funcionando en el entorno. En este sentido, además de la comunicación entre aparatos, podría ayudar a las operaciones el desarrollo de aerovías que permitan a los drones circular por un espacio aéreo exclusivo. Se trata de rutas para la navegación ordenada de aeronaves no tripuladas, tanto pilotadas por control remoto o totalmente autónomas, estableciendo una red de corredores aéreos que permitan su empleo para uso comercial, industrial, de emergencias, etc.

El dron autónomo ha dejado de ser el futuro para convertirse en realidad, pero recuerda que aunque un RPA sea autónomo la persona o empresa que ha programado el vuelo tiene la responsabilidad ante las actuaciones o accidentes del dron. Que sea autónomo no quiere decir que esté exento de responsabilidad

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