aviso-oportuno.com.mx

Suscríbase por internet o llame al 5237-0800




Drones al servicio de la ciencia

Berenice González Durand| El Universal
00:10Lunes 09 de febrero de 2015

Un área de investigación en donde los drones se han vuelto indispensables es la que explora las llamadas ciencias de la tierra. (Foto: Especial )

Se multiplican y la ciencia optimiza sus recursos gracias a ellos. Los retos son fortalecer sus herramientas de inteligencia artificial y legislar su uso

Parecía que un águila atravesaba una y otra vez la cima del Matterhorn o Monte Cervino, la montaña más conocida de los Alpes suizos, pero en realidad se trataba del rápido vuelo de un dron de ala fija y menos de 10 kilos de peso que rondaba sus 4478 metros de altura.

Al final el artefacto logró cubrir 16 kilómetros cuadrados con el registro de 300 millones de puntos que ayudarían a realizar la recreación en 3D de este lugar.

Los datos fueron registrados en un par de horas y actualmente se utilizan para el monitoreo de glaciares y la detección de zonas de riesgo que facilitan la tarea de los socorristas que vigilan el lugar.

Esta hazaña es descrita por el doctor Armando Trasviña como un ejemplo del poder de los vehículos aéreos no tripulados (UAV, por sus siglas en inglés) o drones y el eficaz servicio que le prestan a la ciencia.

Su uso se ha intensificado en los últimos años gracias a la combinación entre tecnologías de vuelo y procesamiento de datos, como la nube de puntos, como se le denomina al conjunto de vértices en un sistema de coordenadas específico que ayudan a la generación de imágenes en tercera dimensión.

El oceanólogo del Centro de Investigación Científica y Educación Superior (CICESE) en la unidad de La Paz, Baja California, señala que una de las mayores virtudes del uso de drones es que han logrado facilitar, e incluso abaratar, los trabajos de investigación científica en muchas áreas.

Otro ejemplo a nivel internacional es el seguimiento durante más de 10 años que ha hecho el doctor Jeffrey Kerby (Universidad Estatal de Pensilvania) de los cambios de flora y fauna en Groelandia y que brinda importante información sobre el cambio climático.

Nuestro país no está exento de sus usos. Desde julio del año pasado Trasviña empezó a tomar imágenes aéreas con un hexacóptero sobre algunos puntos del Parque Nacional Cabo Pulmo para analizar las amenazas tanto antropogénicas como naturales que enfrenta una de las principales reservas marinas de nuestro país.

El investigador empezó a documentar varios de los cambios ocurridos en la zona que también fue afectada por el huracán Odile que azotó la península de Baja California en septiembre.

Sus estudios se han situado en dos playas: Tinajas y Barracas. En la primera se detectó un retroceso en el acantilado costero; mientras que en la segunda, el oleaje del huracán excavó la playa a tal grado que se perdió un área fundamental para el anidamiento de tortuga.

Las imágenes obtenidas revelan que la pendiente para llegar a la playa es tan abrupta en la actualidad que estos animales son incapaces de subirla.

La diferencia del trabajo realizado con un dron, en relación al elaborado con las herramientas tradicionales, es muy grande.

"El vuelo en avioneta es caro, así que la alternativa para este tipo de estudios podría ser el sobrevuelo en ultraligero, algo bastante riesgoso. Lo que estamos aprendiendo a través del uso de drones es que con un equipo con un costo relativamente bajo, de menos de 40 mil pesos, podemos lograr buenos resultados con una fracción de tiempo y dinero empleado anteriormente", comenta el investigador.

Cada vuelo es de 15 minutos, pero eso basta para cubrir dos kilómetros de playa.

Tras el cambio de baterías se vuelve a repetir la operación hasta lograr captar las imágenes necesarias para atestiguar la transformación en la línea de costa y monitorear el transporte litoral de sedimentos.

La reconquista de la tierra

Un área de investigación en donde los drones se han vuelto indispensables es la que explora las llamadas ciencias de la tierra.

Alejandro Hinojosa, del Departamento de Geología d el CICESE, señala que este tipo de artefactos les han resultado muy útiles para el estudio de rupturas en la superficie de la Tierra causadas por temblores y deslizamientos de diferentes magnitudes. 

"Desde hace tiempo usamos imágenes satelitales y fotografía aérea para el análisis de la cubierta terrestre. Hemos realizado estudios con una técnica que se llama LIDAR, para hacer reconstrucción muy detallada del relieve del terreno, pero esta técnica es muy costosa. A partir de 2013 empezamos a experimentar con un globo de helio y una cámara montada en él mediante una técnica emergente que se llama ‘estructura a partir de movimiento', mediante la cual se pueden hacer reconstrucciones 3D. Poco después utilizamos un dron que complementó el proceso de estudio de situaciones como el desplazamiento que provocó el hundimiento de la carretera escénica Ensenada-Tijuana a finales de 2013 y que incomunicó la zona". 

"Con esta tecnología se pueden ver precisamente las pendientes de las superficies de deslizamiento y el volumen de tierra desplazado, otorgando varias métricas de los fenómenos. La ventaja es que el costo de los drones ha bajado y están mucho más accesibles, cada vez son más fáciles de manejar y con capacidades de rutas predefinidas, como un recorrido en zig zag para cubrir detalladamente una zona en una sobreposición de fotos que permita captar el mismo objetivo desde varias posiciones", dice Hinojosa.

El especialista del CICESE específica que la siguiente meta es empezar a incorporar nuevos sensores, como el infrarrojo o termal.

"Otro reto es el procesamiento de datos, el análisis de la información en su conjunto que otorga una visión más completa de lo que se quiere estudiar".

Por su parte, Trasviña explica que en la actualidad se está buscando capacitar a estudiantes en diferentes aspectos para la utilización de esta tecnología, como las llamadas nubes de puntos.

"Creo que nos estamos involucrando en el momento adecuado y tenemos las capacidades para trabajar desde en el procesamiento de información hasta en la parte de inteligencia artificial y todos los aspectos que involucran el uso de estos equipos para adaptarlos a nuestras necesidades específicas. Toda esta tecnología está evolucionando muy rápido, pero estamos en capacidad de innovar y proponer como está sucediendo en las principales instituciones relacionadas con el desarrollo científico en el país".

Nuevos retos

Al respecto, el doctor Nicolás Kemper, Jefe del Departamento de Tecnologías de Información del Centro de Ciencias Aplicadas y Desarrollo Tecnológico (CCADET) de la UNAM, señala que la mayoría de la gente considera un dron como un juguete más que sólo sirve para captar fotos y video, pero las ventajas se multiplican cuando se puede hacer el análisis de la información generada en tiempo real.

Con un equipo multidisciplinario ha desarrollado un sistema de alerta temprana orientada a establecer niveles de peligro de incendios.

"Manejando un conjunto de variables podemos estimar el nivel de riesgo que puede haber en alguna zona vegetal".

La cantidad de combustible vegetal y diversas variables climatológicas se combinan para generar una alerta sobre el nivel de riesgo.

"Se han hecho pruebas utilizando las bases de datos de la información recopilada y en función de esto se estableció un primer modelo donde aplicamos redes neuronales incorporadas a modelos de lógica difusa: sistemas neurodifusos para estimaciones de riesgo", señala el especialista quien ha hecho varias simulaciones del proyecto en la Reserva Ecológica del Pedregal de San Ángel (REPSA).

De hecho este lugar cuenta desde hace tres meses con otro proyecto universitario, un hexacóptero nombrado Huitzilin-2, con el que se pretende, entre otras cosas, monitorear la zona y actualizar el mapa de Ciudad Universitaria.

El proyecto de Kemper, que está a la espera de patrocinio, busca ir más allá de la utilización de un dron comercial. "Lo que queremos desarrollar es nuestra propia tecnología de drones, dotarlos de capacidad de análisis, de toma de decisiones".

Para lograr volver a los drones verdaderamente autónomos, el especialista explica que se tienen que incorporar herramientas de inteligencia artificial dentro de la carga útil del dron".

"La mayoría de los drones que venden no tienen esa capacidad, solo vuelan y recopilan información para hacer análisis de escritorio. Nuestro interés es hacer el análisis en línea", dice el especialista y explica que ya existe tecnología de este tipo en países como España y Colombia donde incluso diferentes aplicaciones de inteligencia artificial han migrado del área militar al área civil y ahora son de gran utilidad para detectar, por ejemplo, cultivos no apropiados para determinadas áreas de uso agrícola.

Es así que para la creación de drones autónomos que respondan a necesidades específicas de cada área existen diferentes líneas de investigación que se van fortaleciendo según las necesidades. El especialista señala que existen varias instituciones gubernamentales que poseen drones para el monitoreo propio de sus actividades, como el Centro de Investigación y Seguridad Nacional (CISEN) o la Secretaría de Defensa Nacional (SEDENA), pero en este tipo de instituciones, la única que ha fabricado sus propios modelos operativos es la Secretaría de Marina (SEMAR).

La Organización de Aviación Civil Internacional (OACI) tiene protocolos de uso para los drones civiles que cada país utiliza a su manera. En nuestro país básicamente se establece que no deben ser utilizados a más de 150 metros de altura.

"En otros países hay legislaciones muy concretas. En México no hay registro del número, ni legislación. Poco a poco se tiene que ir avanzando en este aspecto", señala Kemper y agrega que paulatinamente se van observando más este tipo de artefactos surcando el cielo, así que debería haber una reglamentación clara al respecto para que todo esté mejor organizado y se determinen con claridad sus usos.

 

kal 



Ver más @Univ_Ciencia
comentarios
0