{"id":76504,"date":"2003-02-01T00:00:00","date_gmt":"2003-02-01T00:00:00","guid":{"rendered":"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/2003\/02\/01\/es-inteligente-y-vuela-sin-piloto\/"},"modified":"2015-01-19T17:20:42","modified_gmt":"2015-01-19T19:20:42","slug":"es-inteligente-y-vuela-sin-piloto","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/es-inteligente-y-vuela-sin-piloto\/","title":{"rendered":"Es inteligente y vuela sin piloto"},"content":{"rendered":"
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CENPRA<\/span>En lo alto: monitoreo, sensoreamiento y estudio de bosques, \u00e1reas agr\u00edcolas e industrialesCENPRA<\/span><\/p><\/div>\n

El foco de los estudios de los Investigadores del Laboratorio de Rob\u00f3tica y Visi\u00f3n Computacional (LRVC), del Centro de Investigaciones Renato Archer (CenPRA, sigla en portugu\u00e9s), dependiente del Ministerio de Ciencia y Tecnolog\u00eda (MCT), con sede en Campinas, es desarrollar una tecnolog\u00eda de operaci\u00f3n de dirigibles rob\u00f3ticos no tripulados para su uso en el sensoreamiento remoto, el monitoreo ambiental y la inspecci\u00f3n a\u00e9rea. Los expertos trabajan en el Proyecto Aurora, sigla de\u00a0Autonomous Unmanned Remote Monitoring Robotic Airship,<\/em>\u00a0o Dirigible Rob\u00f3tico Aut\u00f3nomo No Tripulado para Monitoreo Remoto, considerado uno de los m\u00e1s avanzados programas de desarrollo de este tipo de aeronave en todo el mundo.<\/p>\n

El dirigible del CenPRA despega con la ayuda de operadores, y sigue autom\u00e1ticamente una trayectoria de vuelo previamente asignada. Este tipo de aparato posee un vasto campo de aplicaciones. Puede emplearse para el monitoreo y el estudio de bosques y regiones de inter\u00e9s ecol\u00f3gico, como la Amaz\u00f3nica. Efect\u00faa relevamientos de aspectos agropecuarios en \u00e1reas rurales, tales como la cobertura o el uso del suelo, el an\u00e1lisis de cosechas y el n\u00famero de animales. Tambi\u00e9n puede auxiliar en la medici\u00f3n de la composici\u00f3n del aire y de los niveles de contaminaci\u00f3n, y para saber la dispersi\u00f3n de estos \u00faltimos en los centros urbanos e industriales.<\/p>\n

Asimismo, el dirigible rob\u00f3tico sirve para inspeccionar grandes estructuras – tales como oleoductos, gasoductos y l\u00edneas de transmisi\u00f3n -, y efect\u00faa relevamientos de ocupaci\u00f3n urbana y prospecci\u00f3n topogr\u00e1fica, mineral y arqueol\u00f3gica. Las aplicaciones en seguridad p\u00fablica o vigilancia tambi\u00e9n se encuentran en la lista de usos de este veh\u00edculo a\u00e9reo.<\/p>\n

Los dirigibles no tripulados que son comercializados en la actualidad en Estados Unidos y Europa funcionan como aeromodelos, por medio de un radiocontrol con base en tierra. El Aurora pretende avanzar en este terreno: la mayor contribuci\u00f3n cient\u00edfica y tecnol\u00f3gica del proyecto consiste en la concepci\u00f3n del\u00a0software<\/em> necesario para la operaci\u00f3n aut\u00f3noma del veh\u00edculo, a un nivel a\u00fan no hallado en el mercado estadounidense y europeo. Esto incluye aspectos innovadores, desde los algoritmos decontrol para la estabilizaci\u00f3n de la aeronave en vuelo y el seguimiento de la trayectoria hasta un nivel jer\u00e1rquico superior, que comprende la inteligencia para la percepci\u00f3n, el diagn\u00f3stico y la toma de decisiones, factores necesarios para la operaci\u00f3n aut\u00f3noma del dirigible rob\u00f3tico.<\/p>\n

El proyecto Aurora se inici\u00f3 en 1997. El primer vuelo del dirigible no tripulado con operaci\u00f3n semiaut\u00f3noma se concret\u00f3 en marzo de 2000. El objetivo de los investigadores es lograr un vuelo completamente aut\u00f3nomo. “El t\u00e9rmino aut\u00f3nomo se refiere a la capacidad de percepci\u00f3n y toma de decisiones a bordo, que hacen que el veh\u00edculo sea capaz de desempe\u00f1ar misiones definidas antes del vuelo, alterando su ejecuci\u00f3n en caso de que sea preciso, sin la necesidad permanente de un operador humano”, aclara el ingeniero electr\u00f3nico Samuel Siqueira Bueno, coordinador del Aurora y del LRVC. De esta forma, el veh\u00edculo tendr\u00eda la “inteligencia” necesaria para seguir trayectorias, sorteando obst\u00e1culos y evitando zonas de turbulencia, por ejemplo.<\/p>\n

A partir de 1998, el Aurora empez\u00f3 contar con recursos del programa Joven Investigador de la FAPESP, siendo coordinado inicialmente por Marcel Bergerman, y luego por Ely Carneiro de Paiva, ambos ingenieros y becarios de la Fundaci\u00f3n. En el marco de este proyecto, el Aurora le rindi\u00f3 al CenPRA un doctorado y cuatro maestr\u00edas. En total, el Aurora recibi\u00f3 m\u00e1s de un mill\u00f3n de reales, si se suman los financiamientos de la FAPESP, de la Financiadora de Estudios y Proyectos (Finep), del Consejo Nacional de Desarrollo Cient\u00edfico y Tecnol\u00f3gico (CNPq), del Fondo Sectorial del Petr\u00f3leo (CT-Petro) y del propio CenPRA.<\/p>\n

La amplitud de las aplicaciones del dirigible rob\u00f3tico se debe en parte a las caracter\u00edsticas singulares de este veh\u00edculo, como el hecho de contar con una sustentaci\u00f3n predominantemente aerost\u00e1tica, situaci\u00f3n en la que la aeronave navega sostenida por gases m\u00e1s livianos que el aire. Los aviones y los helic\u00f3pteros vuelan basados en la sustentaci\u00f3n dada a las alas de esas aeronaves (en el helic\u00f3ptero son rotativas) por el aire a una determinada velocidad. Gracias a su tipo de sustentaci\u00f3n, los dirigibles gastan menos combustible para desplazarse y para compensar los disturbios externos, como los vientos. Los dirigibles rob\u00f3ticos utilizan peque\u00f1as h\u00e9lices como fuentes de propulsi\u00f3n, y piezas articulables en la superficie de sus cuerpos, para cambiar de direcci\u00f3n. Estas h\u00e9lices son accionadas por motores de combusti\u00f3n, que funcionan con hidrocarburo, el combustible utilizado en los aeromodelos.<\/p>\n

Otras caracter\u00edsticas importantes de estos dirigibles son su capacidad para volar a bajas altitudes, entre decenas y unas pocas centenas de metros, y a bajas velocidades: alrededor de 20 km\/h, por ejemplo. De tal forma pueden mantenerse suspendidos y pr\u00e1cticamente quietos sobre \u00e1reas de inter\u00e9s. Otras ventajas son su elevada autonom\u00eda de vuelo y su capacidad para aterrizar y despegar verticalmente, sin necesidad de una infraestructura espec\u00edfica, como las pistas de aterrizaje. Por \u00faltimo, en caso de fallas, los dirigibles son veh\u00edculos mucho m\u00e1s seguros, pues descienden en forma lenta, no caen abruptamente.<\/p>\n

Un aeromodelo transformado
\n<\/strong>El Aurora fue planeado para ser un programa de largo plazo y de m\u00faltiples etapas. La primera de \u00e9stas, actualmente en marcha, pretende establecer la base tecnol\u00f3gica del proyecto, validarla experimentalmente y efectuar aplicaciones de baja complejidad, que sirvan de prueba del concepto desarrollado. Para alcanzar estos objetivos, el CenPRA adquiri\u00f3 en 1998 el dirigible AS800 en Inglaterra. Es un artefacto com\u00fan para ser piloteado como un aeromodelo, mediante un radiocontrol en tierra, fabricado por la empresa Airspeed Airships. El AS800 tiene un cuerpo inflable de 10,5 metros de largo, 3 metros de di\u00e1metro m\u00e1ximo y 34 metros c\u00fabicos de volumen, que es inflado con gas helio.<\/p>\n

Tiene una capacidad para transportar 10 kilos de carga, y una velocidad m\u00e1xima de unos 60 km\/h. “Lo que hacemos con el dirigible es sacar al piloto humano y en su lugar ponemos un piloto autom\u00e1tico inteligente, guiado v\u00eda computadora e instrumentos, creando as\u00ed una arquitectura rob\u00f3tica espec\u00edfica”, informa Samuel. Inicialmente se hicieron varias adaptaciones mec\u00e1nicas, para convertir al dirigible en un veh\u00edculo rob\u00f3tico.<\/p>\n

Al mismo tiempo, se desarroll\u00f3 toda la infraestructura de a bordo, que est\u00e1 compuesta por una computadora de peque\u00f1as dimensiones, con un sistema operativo basado en el\u00a0software<\/em> abierto y gratuito Linux, y que integran tambi\u00e9n sensores como el GPS (Global Positioning System<\/em>), una central inercial, una br\u00fajula, sondas de viento, c\u00e1maras fotogr\u00e1ficas en el espectro visible e infrarrojas y aparatos de sensoreamiento remoto, entre otros elementos.<\/p>\n

Los investigadores tambi\u00e9n desarrollaron la infraestructura de tierra, que consiste en una\u00a0laptop<\/em> destinada a la programaci\u00f3n y operaci\u00f3n del veh\u00edculo, y los enlaces de radio, m\u00f3dem y video. “Actualmente el dirigible es capaz de seguir en forma autom\u00e1tica trayectorias definidas por puntos de paso (coordenadas de latitud y longitud) y perfiles de altitud”, dice Samuel. “Ahora estamos extendiendo el control autom\u00e1tico al despegue y al aterrizaje, procedimientos que ning\u00fan dirigible no tripulado en el mundo es capaz de hacer.”<\/p>\n

Otra innovaci\u00f3n tecnol\u00f3gica proyectada para el dirigible rob\u00f3tico son los sistemas de navegaci\u00f3n por visi\u00f3n computacional. El objetivo de los investigadores del LRVC es hacer que el dirigible desarrolle trayectorias que sigan blancos visuales, yendo m\u00e1s all\u00e1 de las coordenadas geogr\u00e1ficas. Esta etapa del desarrollo del Aurora es realizada en asociaci\u00f3n con instituciones nacionales e internacionales, como el Instituto Nacional de Investigaciones en Inform\u00e1tica y Automaci\u00f3n (Inria) de Francia, el Instituto Superior T\u00e9cnico de Lisboa (IST), y el Departamento de Ciencias de la Computaci\u00f3n de la Universidad Federal de Minas Gerais (UFMG). Los ensayos con visi\u00f3n computacional empezar\u00e1n ya en este semestre.<\/p>\n

Experiencia de vuelo
\n<\/strong>Hasta el momento, la aeronave ha concretado aproximadamente cien horas de vuelo. Pero si se suman los preparativos anteriores al despegue y los trabajos hasta el ancoraje final del dirigible en el hangar, el equipo acumula m\u00e1s de 600 horas de trabajo experimental en campo. Los vuelos son efectuados en la 2\u00aa Compa\u00f1\u00eda de Comunicaci\u00f3n Blindada del Ej\u00e9rcito (2\u00aa Ciacom), ubicada cerca del CenPRA.<\/p>\n

La segunda fase del Aurora, prevista para iniciarse este mismo a\u00f1o, prev\u00e9 la nacionalizaci\u00f3n de la tecnolog\u00eda, con la fabricaci\u00f3n de un dirigible ac\u00e1 en Brasil. Para ello el CenPRA est\u00e1 elaborando un proyecto conjunto con el Departamento de Ingenier\u00eda Aeron\u00e1utica de la Escuela de Ingenier\u00eda de la Universidad de S\u00e3o Paulo (USP) de S\u00e3o Carlos y con \u00d4mega Aerosystem, una empresa de Santa Cruz da Concei\u00e7\u00e3o, en la regi\u00f3n de Pirassununga (interior de S\u00e3o Paulo). “Planeamos construir un dirigible rob\u00f3tico no tripulado de mediano porte, con aproximadamente 25 kilos de carga \u00fatil, que contar\u00e1 con tecnolog\u00eda de navegaci\u00f3n aut\u00f3noma y una gran variedad de aplicaciones”, informaSamuel.<\/p>\n

Seg\u00fan el coordinador del Aurora, grandes empresas e instituciones ya han manifestado inter\u00e9s en el proyecto, y en el futuro podr\u00e1n emplear esa nueva tecnolog\u00eda. Entre \u00e9stas se encuentran la Empresa Brasile\u00f1a de Investigaci\u00f3n Agropecuaria (Embrapa, sigla en portugu\u00e9s), el Instituto Nacional de Investigaciones de la Amazonia (Inpa, sigla en portugu\u00e9s), el Instituto Brasile\u00f1o de Medio Ambiente (Ibama), Petrobras y la Transportadora Brasile\u00f1a Gasoducto Bolivia-Brasil (TBG), como as\u00ed tambi\u00e9n grupos de sensoreamiento y de ecolog\u00eda de distintas universidades. “Estas empresas y grupos tambi\u00e9n nos ayudan en la prospecci\u00f3n de aplicaciones para estos dirigibles rob\u00f3ticos.”<\/p>\n

Control v\u00eda Internet
\n<\/em><\/strong>Al margen de desarrollar el dirigible aut\u00f3nomo, el Laboratorio de Rob\u00f3tica y Visi\u00f3n Computacional (LRVC) del CenPRA estudia la manipulaci\u00f3n de robots v\u00eda Internet, en el marco del proyecto denominado\u00a0Remotely Accessible Laboratory<\/em>, o Laboratorio de Acceso Remoto (Real). Dicho trabajo, iniciado en 1999, en cooperaci\u00f3n con la Facultad de Ingenier\u00eda El\u00e9ctrica y de Computaci\u00f3n de la Universidad Estadual de Campinas (Unicamp), tiene por objeto crear plataformas (software<\/em>\u00a0de soporte) para nuevas aplicaciones de Internet, tales como laboratorios de acceso remoto, ense\u00f1anza a distancia y teleconferencias.<\/p>\n

Tambi\u00e9n fue desarrollado un laboratorio virtual para el acceso a la infraestructura de robots m\u00f3viles del CenPRA a trav\u00e9s de la red mundial. Los laboratorios virtuales constituyen importantes herramientas educativas y experimentales, que permiten el acceso remoto a recursos de laboratorio. Por lo tanto, constituyen una forma de compensar la falta de recursos y equipamientos de las universidades y centros de investigaci\u00f3n. Por medio del Real, investigadores de instituciones con sede en otras ciudades y estados brasile\u00f1os podr\u00e1n hacer experimentos con los robots m\u00f3viles del LRVC, como el Nomad 200 y el XR4000, comprados en Estados Unidos. \u00c9stos poseen diversos sensores, y pueden ser controlados a distancia v\u00eda\u00a0joysticks<\/em>. Los investigadores tambi\u00e9n interactuar\u00e1n con el dirigible rob\u00f3tico, para obtener datos recabados por \u00e9ste, por ejemplo.<\/p>\n

El laboratorio virtual del CenPRA fue desarrollado como un servicio de telem\u00e1tica en Internet, y permite tres modos de interacci\u00f3n entre el usuario y el robot m\u00f3vil. El primero, denominado navegaci\u00f3n b\u00e1sica, se destina a los ne\u00f3fitos, o aqu\u00e9llos con conocimientos limitados de rob\u00f3tica que dessen manipular robots por medio de comandos. El modo avanzado se dirige a investigadores que pretendan desarrollar y testear sofisticados algoritmos de navegaci\u00f3n. En ese modo de interacci\u00f3n pueden ejecutarse experimentos en el campo de la navegaci\u00f3n aut\u00f3noma, el planeamiento de misi\u00f3n y el seguimiento de control del robot, que es ejecutado remotamente. El tercero, llamado navegaci\u00f3n de observador, se destina a los alumnos, que pueden ingresar al laboratorio virtual y seguir los experimentos llevados a cabo por un profesor o un experto en rob\u00f3tica.<\/p>\n

La interacci\u00f3n con el robot ser\u00e1 seguida por dos canales de video, con im\u00e1genes en tiempo real obtenidas por medio de dos c\u00e1maras, una panor\u00e1mica, con foco en el ambiente en el que el robot se desplaza, y la otra dispuesta a bordo del propio dispositivo. Para poner a disposici\u00f3n del p\u00fablico este laboratorio virtual, el CenPRA trabaja ahora en la implantaci\u00f3n de un enlace de alta velocidad, y est\u00e1 llevando a cabo la actualizaci\u00f3n de su infraestructura.<\/p>\n

EL Proyecto<\/strong>
\nVeh\u00edculos Rob\u00f3ticos Semiautom\u00e1ticos<\/em>
\nModalidad<\/strong>
\nPrograma Joven Investigador
\nCoordinador<\/strong>
\nEly Carneiro de Paiva – CenPRA
\nInversiones<\/strong>
\nR$ 226.504,88 y US$ 3.595,33<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Se encuentra en fase de desarrollo en el Centro de Investigaciones Renato Archer (CenPRA) un dirigible aut\u00f3nomo, capaz de inspeccionar y recabar datos","protected":false},"author":23,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[192],"tags":[],"coauthors":[116],"class_list":["post-76504","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-tecnologia-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/76504","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/23"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=76504"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/76504\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=76504"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=76504"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=76504"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=76504"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}