Listos sin tripulación

Por: Christian Doherty

Los vehículos no tripulados (UV) han demostrado su utilidad ya no solo en el campo de batalla, en el ámbito civil llevamos varios años descubriendo sus posibilidades. Pero, ¿estará llegando el día en el que no solo carezcan de tripulación, sino que también operen con plena autonomía?

 

Listos sin tripulación
UAV MQ-1 Predator

 

El nombre de Scott Swanson puede ser desconocido para muchos, pero ocupa un lugar destacado en la historia. En 2001, pocas semanas después de los atentados del 11 de septiembre, Swanson -entonces piloto de las fuerzas aéreas de Estados Unidos- entró a formar parte del equipo para la misión ultrasecreta del Predator y pilotó un dron sobre Kandahar, a más de 6.900 millas de distancia. El objetivo de Swanson era una furgoneta aparcada fuera de un complejo en el que se pensaba que se escondía el mulá Omar, comandante supremo de los talibanes.

El misil no alcanzó a Omar, pero Swanson hizo historia: era la primera vez que un dron estadounidense disparaba un arma en combate.

En los 17 años que han pasado desde entonces, los conocidos como vehículos no tripulados (UV) o drones han pasado de ser un equipo militar de vanguardia a estar en las estanterías de las tiendas de electrónica de todo el mundo. Ahora, en todo el mundo se puede comprar un dron básico para uso civil por unos 99 dólares, mientras el uso de los vehículos no tripulados sigue aumentando en el ámbito militar. Entre 2010 y 2014, las fuerzas aéreas de Estados Unidos formaron a más pilotos de UAV que de F-16.

Según Thomas Reydellet, director de estudios estratégicos y prospectiva de Thales, la miniaturización de los sensores y los grandes avances en el software y el equipo han permitido que los UV ahora sean mucho más que objetos voladores por control remoto.

Pero para que este progreso continúe, los futuros UV necesitan más autonomía, agilidad, movilidad y estar más interconectados con otros activos y plataformas para hacerse un lugar en el ciclo de las operaciones militares y desarrollar todo su potencial.

“Tienen que ser más autónomos si se van a utilizar en combate a largo plazo”, explica Reydellet. “Tienen que ser más resistentes y discretos, y contar con grandes capacidades de comunicación para conectarse con otros activos militares”, añade. “Para que sigan teniendo aceptación en los ejércitos tienen que ofrecer una ventaja operativa mensurable en comparación con los sistemas tradicionales por sí solos”.

“Por otro lado, los sistemas no tripulados tienen un sinfín de posibles misiones -lanzamiento de armas/combate, reconocimiento, logística, vigilancia, identificación de blancos, enlace de comunicaciones, etc.-, pero la tecnología, desde la inteligencia artificial hasta los algoritmos, sigue siendo un obstáculo para alcanzar los niveles de rendimiento necesarios. Se están haciendo progresos y podemos imaginar perfectamente equipos de UV trabajando en tándem, y algunos fabricantes e ingenieros ya están trabajando en ello”.

Sin límites

Mientras los proyectistas militares trabajan para integrar una mayor variedad de sofisticados UV en sus sistemas, las autoridades civiles lo hacen para ampliar las posibilidades de los UV, que abarcan todo, desde la distribución de medicamentos hasta la supervisión meteorológica, el suministro de información actualizada del tráfico y el control de zonas catastróficas, pasando por la eliminación de minas, la vigilancia de rutas de navegación y la supervisión de multitudes para detectar cualquier actividad delictiva.

No solo se trata de UV aéreos, sino que se están desarrollando a gran velocidad vehículos no tripulados de superficie (USV), terrestres (UGV) y submarinos (UUV) tanto en el ámbito militar como fuera de él.

“Por ejemplo, en enero 2016 ya hubo unidades armadas de UGV rusas operando en Siria”, afirma Reydellet. A medida que avanza la tecnología crecen también las posibilidades de comercialización: en 2015, el mercado global de UGV militares generó ingresos por valor de 412,5 millones de dólares de actividades como la desactivación de artefactos explosivos, inteligencia, vigilancia y reconocimiento, logística y suministros y control de fronteras. Y según el informe “Revisiones mundiales hasta 2022 del mercado de UAV militares” realizado por la empresa neerlandesa analista de mercados ASD Reports, el gasto mundial en UAV de uso militar llegará a los 13.900 millones de dólares en 2026.

En Thales, Rob Hooper y sus compañeros Jason Dey y Matt Hart llevan varios años trabajando en el desarrollo de sistemas marítimos autónomos.

Thales se adjudicó el programa de colaboración entre Reino Unido y Francia llamado “Maritime Mine Counter Measures (MMCM)”, cuyo objetivo es desarrollar las capacidades de una combinación de diferentes vehículos autónomos no tripulados para acabar con la amenaza de las minas submarinas.

“Esto incluye USV y UUV teledirigidos desde un centro de operaciones”, dice Hooper. El trabajo en el MMCM se ha acelerado en los dos últimos años, en gran medida como consecuencia del crecimiento del mercado de las medidas contra minas (MCM) en todo el mundo, un mercado en el que los clientes buscan métodos seguros y eficaces para operar en remoto con el fin de eliminar minas de un modo fiable y rentable en una gran variedad de situaciones muy diferentes.

“Hemos construido el componente USV Halcyon del sistema y hemos estado operándolo durante los dos últimos años”, declara Hooper. “En el proceso hemos demostrado progresivamente mediante una serie de ensayos la creciente autonomía en la operación del Halcyon”.

 

USV (Unmanned Surface Vehicle ) Halcyon
USV (Unmanned Surface Vehicle ) Halcyon

 

Day afirma que una de las características fundamentales de la próxima serie de USV será su mayor autonomía: “El creciente grado de detección ambiental les permite determinar y procesar su conciencia situacional con mayor objetividad y precisión para poder tomar decisiones de modo autónomo”.

Para conseguirlo ha sido necesario trabajar en la gama de vehículos y desarrollar la plataforma de operaciones adecuada. La autonomía integrada requiere una tecnología de sensores más sofisticada: los sensores del Halcyon van desde los elementales (radar, cámaras, micrófonos, etc.) hasta los más avanzados, como cámaras electroópticas con seguimiento de blancos, sonar y LIDAR, un sistema que mide la distancia iluminando un objetivo con láser y analizando la luz reflejada. Estos sensores dotan al vehículo de una mayor sensibilidad y de la capacidad de entender su entorno y adaptarse a él.

“Una vez que se ha conseguido definir eso, se puede ir aún más allá y empezar a considerar un cierto tipo de capacidad heurística, de modo que casi piense por sí mismo”, explica Dey.

Pero también señala que, a medida que el sistema avanza en esa dirección, se plantea un desafío paralelo: “El vehículo tiene que seguir comportándose de un modo coordinado y su utilización ha de ser segura, por lo que, al hablar de mayores grados de autonomía, surge la duda de hasta qué punto podemos permitir que el vehículo tome esas decisiones por su cuenta de un modo fiable y cuánto control debemos conservar”.

Noticias del Watchkeeper

Esa es la pregunta a la que Barry Trimmer y sus compañeros llevan dando vueltas desde hace cinco años en el marco del Proyecto CLAIRE, una colaboración entre Thales, el Ministerio de Defensa británico (MoD) y National Air Traffic Systems (NATS).

“El proyecto CLAIRE consistía en demostrar que se podía introducir un UAV en un espacio aéreo no segregado, es decir, un espacio aéreo compartido con el tráfico comercial”, explica Trimmer. “Durante el primer vuelo entramos en espacio aéreo compartido (el mismo que el de las compañías aéreas) bajo la gestión del control de tráfico aéreo, lo cual fue todo un hito”.

 

Watchkeeper_1
WATCHKEEPER de Thales

 

Trimmer afirma que el siguiente paso adelante será poder utilizar de forma segura la tecnología de detección y evasión, que se instala para permitir que un vehículo navegue con seguridad en caso de que se pierda un enlace de datos.

“Si el enlace falla, es muy probable que se estrelle contra el suelo en algún momento”, afirma Trimmer. “Se atraviesa el denominado espacio aéreo de clase G, sin ninguna conexión a la estación de tierra. En esta situación, el vehículo tiene que decidir por sí mismo”.

Thales ha invertido en dos tecnologías de detección y evasión en el marco de iniciativas europeas. Una de ellas emplea sensores ópticos para reproducir las reglas de vuelo visual y la otra prevé un sensor de radar para detectar y evitar obstáculos en condiciones de visibilidad reducida.

La utilización con éxito de la tecnología de detección y evasión constituye un cambio muy significativo y podría extender las posibilidades de los UV a una variedad de aplicaciones mucho más amplia.

“La tecnología de detección y evasión es necesaria para utilizar UV civiles con cualquier finalidad. Esto incluye vigilancia civil, respuesta a catástrofes o similares”, explica Trimmer.

La detección y evasión implica el tipo de automatización que ya existe en el reglamento del aire y que cumplen todos los sistemas de vuelo automático. No cabe duda de que es plausible a corto plazo.

La tecnología –el “cerebro” de los UV– funciona como sistema de seguridad en caso de fallos.

“Por ejemplo, la pérdida de un motor llevaría al UV a salirse del espacio aéreo controlado”, afirma Trimmer. “Se espera que los UV sean seguros si se pierde el enlace de datos, por lo que es otra de las características básicas realmente importantes del diseño del UAV: que el UV sea seguro si pierde su enlace de control”.

En este caso, irrumpir en espacio aéreo no controlado “con seguridad” significa que el UAV verá lo que hay a su alrededor y tomará medidas para evitar cualquier objeto en las proximidades sin ningún tipo de intervención.

 

Detalle de los sensores del UAV Watchkeeper
Detalle de los sensores del UAV Watchkeeper

 

Esta es la piedra angular de la próxima fase del desarrollo de UV, en la que estos vehículos pasarán de ser dispositivos irracionales de vigilancia y ataque que cumplen protocolos automáticos de detección y evasión a convertirse en vehículos “sensitivos” con mucha más autonomía que los modelos actuales. Pero Reydellet llama a la prudencia, especialmente con respecto a los UV.

“Para trabajar con los humanos, los robots militares y los sistemas no tripulados tendrán que demostrar una serie de características humanas como la inteligencia, la movilidad y la discreción”, declara. “Tendrán que ofrecer ventajas operativas mensurables y permanecer en todo momento bajo el control directo de sus operadores humanos”.

 

UAS Fulmar X de Thales
UAS Fulmar X de Thales

 

Es obvio que los UV con capacidad de sentir y aprender de su entorno tienen muchas posibilidades. Sin embargo, Reydellet cree que la tecnología actual de los sensores solo acaba de empezar a demostrar lo que los UV pueden hacer, por lo que todavía estamos muy lejos de conseguir vehículos completamente autónomos.

“A medida que los sensores de los UV se hacen más inteligentes, las cargas computacionales tendrán que aumentar para conseguir autonomía y operar plenamente sin tripulación”, declara. “Pero actualmente no existe ninguna solución adecuada de procesamiento a bordo”. En esencia, la mayor parte del “cerebro” del UV seguirá por el momento en la estación de control remoto.

 

Estacion de control del fulmar de thales.
Estacion de control del Fulmar de Thales.

 

El mayor reto para los que trabajan actualmente con los UAV es equilibrar la autonomía y el rendimiento computacional, lidiando con las restricciones de tamaño, peso y potencia que existen en la actualidad para construir un UV destinado a aplicaciones tanto militares como civiles.

Aun así, la próxima frontera es claramente visible: construir UV que se integren perfectamente en sistemas más amplios.

Ya sea un dron de vigilancia que capture y analice datos desde sus alas o un USV que guíe otros vehículos cercanos por aguas sembradas de minas, el hecho es que los cerebros de estos vehículos se están desarrollando a una velocidad de vértigo.

Este artículo, escrito por Christian Doherty, ha sido previamente publicado en la revista Innovations #5 de Thales.