Tecnología de drones: tendencias actuales y perspectivas de futuro

Su facilidad de uso, el escaso número de piezas mecánicas y la aceptación del público en general hacen que esta plataforma sea la más utilizada. La compacidad de los cuadricópteros más modernos se combina con unos impresionantes paquetes de sensores. En la actualidad, cada vez que se realiza un trabajo de campo es posible llevar un dron en la caja de herramientas. Los mismos avances que hacen que los drones sean más compactos permiten a los multirrotores de mayores dimensiones volar más tiempo y transportar mayores volúmenes. Nos estamos acercando a unos tiempos de vuelo demostrado en el campo de una hora para multirrotores eléctricos con carga útil, con aparatos más grandes que alcanzan a menudo los 40-45 minutos.

Las alas funcionan mejor si la extensión es la prioridad. Cuando se combina la simplicidad de un avión con la complejidad y la utilidad del multirrotor, se obtienen plataformas VTOL. Estas combinan el tiempo de vuelo de un avión de ala fija con la simplicidad de despegar y aterrizar como un multirrotor. Por ejemplo, el vector de Quantum-Systems es un fuselaje grande con una capacidad de carga considerable que se convierte en una plataforma VTOL girando los motores de las alas para hacer la transición entre un vuelo vertical y hacia adelante. Y el WingtraOne Gen II, que despega y aterriza sobre su cola, gira hacia la horizontal una vez que ha alcanzado la altitud deseada. Independientemente del diseño de la plataforma VTOL, a los usuarios les encanta la ventaja de poder volar en zonas donde los aviones convencionales no pueden.

El tamaño de imagen estándar solía ser de 12 megapíxeles, pero ahora, 20 megapíxeles es el mínimo absoluto en la mayoría de casos prácticos. Las plataformas más grandes llevan sensores RGB de 40, 60 e incluso 100 megapíxeles. Ello permite unas rutas de vuelo más eficientes, ya que el dron no tiene que estar tan cerca del objeto para obtener la misma resolución o distancia de muestra del suelo (GSD). Esto se traduce en menos líneas de vuelo, mayor altitud y menos imágenes recopiladas.

Al igual que sus equivalentes RGB, estos sensores son más baratos y ligeros, y tienen una resolución mayor. Asombrosamente, su adopción está resultando lenta. Esto podría explicarse por un par de razones. A diferencia de una cámara RGB, el uso preciso de sensores multiespectrales requiere un paso manual complementario para calibrar las imágenes. Esta podría ser la razón que está limitando el mercado al sector agrícola, que es el que está más acostumbrado a este proceso. Y existen muy pocos paquetes multiespectrales listos para enchufar y usar para las plataformas de aeronaves más populares. Sin duda, el número de paquetes está mejorando, pero a un ritmo más lento de lo esperado.

Las empresas han trabajado para incorporar LIDAR en los drones desde la llegada de estos. Dos de los principales retos han sido el peso del sensor y la precisión de las unidades de medición inercial (IMU). Estos dos problemas se han resuelto recientemente. Los pulsos de láser pueden penetrar en la vegetación, lo que permite un modelo de superficie digital (DSM) más preciso. Ello implica la dificultad de gestionar los datos de la nube de puntos resultantes. Aquí, el futuro es la gestión de la nube. Esta tendencia refleja cómo la cartografía aérea de aviones tripulados ha pasado de imágenes a LIDAR, superando de este modo dificultades similares, si bien en un período de tiempo reducido.

En el pasado, cada fabricante de drones tenía su propio equipo de desarrollo para la navegación con piloto automático y el control de aeronaves. En la actualidad, los fabricantes de hardware de drones confían la pieza de mando y control del sistema a empresas de piloto automático. Auterion es uno de esos fabricantes y ha creado Skynode, un piloto automático todo en uno que gestiona lo relativo al aspecto de la autonomía de vuelo. Skynode también tiene una conexión de datos móviles que, básicamente, convierte cada dron en un dispositivo adecuado para IoT.

En una reorganización radical, el Departamento de Defensa de EE. UU. (DoD) prohibió los drones DJI chinos que utilizaba el departamento. En respuesta, la Unidad de Innovación de Defensa (DIU) del Departamento de Defensa comenzó a evaluar el hardware y el software de los drones para aprobar su uso. La lista actual de la DIU incluye hardware de Freefly, un fabricante estadounidense de drones que ha desarrollado drones para películas y televisión durante años y también está en posición de ser una plataforma fiable de cartografía.

A medida que los sensores crecen y contienen más datos, el tamaño digital de los datasets también pesa más. El procesamiento de los datasets se realizaba únicamente en ordenadores de escritorio. Esto está cambiando a un método de procesamiento basado en la nube. El procesamiento en escritorio fuera de línea siempre tendrá su lugar, sobre todo en el procesamiento rápido de campo para tomar decisiones de forma inmediata. A continuación, los datos sin procesar pasan a la nube, donde puede haber una mayor resolución y unos datasets mayores para el resto de los usos de la organización. La nube puede escalar automáticamente el procesamiento para adaptarse a las necesidades de los archivos de mayor tamaño y enviar el resultado al flujo de trabajo de la empresa del usuario.

Un ejemplo sería en una situación de desastre: los drones suelen ser los primeros aviones que recopilan datos en el lugar. Si no hay disponible conexión a Internet, el procesamiento rápido local puede ofrecer al personal de primera intervención la información necesaria para tomar decisiones. Más tarde, los dispositivos se conectan a Internet y los datos sin procesar se cargan en la nube, donde se procesan en datasets más grandes. Las partes interesadas pueden analizar estos datasets en línea sin tener que transferirlos de un ordenador a otro.

Convertir imágenes sin procesar en datasets 2D y 3D siempre llevará tiempo, pero lo interesante es el crecimiento en tiempo real o prácticamente real del análisis de los datos. FMV es una tecnología desarrollada originariamente por el ejército para vídeos enriquecidos con metadatos provenientes de cardanes especializados (y caros). A medida que se reduce el coste de estos sensores, disponer de datos FMV es más fácil y económico.

Si tiene un paquete de sensores que admita datos FMV, por ejemplo, el vector de Quantum-Systems, puede hacer que FMV se transmita en directo a un sistema de información geográfica (SIG) como ArcGIS Pro. O también, si utiliza un dron de usuario de bajo coste compatible con la aplicación Site Scan Flight for ArcGIS de Esri, puede extraer archivos de vídeo directamente del dron y reproducir vídeos enriquecidos arrastrándolos y soltándolos.

A medida que aumenta el volumen de información de las recopilaciones de los drones, es más importante que nunca aprovechar el aprendizaje automático para ayudar a identificar ventajas y problemas. Las condiciones para el éxito son datos de entrenamiento, información de entrada de alta resolución y potencia de computación. Todo ello se está mejorando gracias a las tendencias de hardware y software que estamos viendo. La IA se puede entrenar con imágenes y vídeos sin procesar de los drones, así como con las salidas 2D y 3D del motor de procesamiento.

A medida que los drones se convierten en parte del flujo de trabajo empresarial estándar, se gestionan como ordenadores o dispositivos IoT, pero también como vehículos, esto es, con requisitos normativos, de mantenimiento y de seguimiento de vuelos. Existen muchas soluciones para rastrear los vuelos de los drones, pero las tecnologías líderes capturarán esta información automáticamente, lo cual permitirá a los operadores hacer su trabajo sin interrupciones. En EE. UU., por ejemplo, si vuela dentro de un radio determinado de un aeropuerto u otro espacio aéreo controlado, debe solicitar autorización a la Administración federal de aviación (FAA). Airspace Link es una empresa que automatiza este proceso mediante el envío de solicitudes directamente a la FAA como proveedor autorizado de capacidad de notificación y autorización de baja altitud (LAANC). En la aplicación Site Scan Flight de Esri, los operadores pueden iniciar sesión con una cuenta Airspace Link gratuita y solicitar dicha autorización.