Drones para todo

A Paul Wallich se le ocurrió una ingeniosa manera de vigilar a su hijo de ocho años sin tener que acompañarle a la parada del autobús escolar durante los duros días de invierno en Burlington (Vermont, EE UU). El pequeño tenía que recorrer a diario 400 metros desde la puerta de su casa, salvando una colina por una carretera arbolada y quedando fuera de la vista de su progenitor. Así que Wallich, un físico educado en Yale, editor y periodista científico, decidió construirse un abejorro volador para no quitarle ojo a su hijo desde el calor del hogar.

El artefacto es un diminuto autogiro que no pesa más de un kilo, con dos ejes cruzados y cuatro hélices. Un “cuadricóptero”. Su cerebro puede comprarse en Internet, un kit con un acelerómetro, un altímetro, un giróscopo, una unidad de GPS y hasta una ranura para tarjeta de memoria. Wallich le ató un smartphone cuya cámara le permitía contemplar en la pantalla de su ordenador lo que su abejorro veía. “Construirlo y hacerlo volar fue la parte más fácil”, escribió este físico en la prestigiosa revista IEEE Spectrum. Lo difícil, admite, fue lograr que el abejorro siguiera al crío desde una distancia prudente. Wallich decidió incorporar una baliza GPS en la mochila del pequeño. Programó el cacharro para seguirla sin acercarse a más de cuatro metros y medio.

El aparato tiene sus limitaciones, admitió el propio Wallich a la cadena de televisión NBC: en los días de viento, su funcionamiento dejaba que desear. Y el paisaje tampoco ayuda, con árboles y desniveles, por lo que el autogiro corría el peligro de estrellarse contra cualquier rama. Pero podía mejorarse, con unidades de sonar para evitar obstáculos y una batería más duradera con la que Wallich cree que algún día su robot volador será capaz de seguir a su hijo hasta la escuela. “Hasta entonces”, explica, “tendré que vigilarlo a la antigua usanza, es decir, en persona”.

EL 'DRON' ESPAÑOL MÁS PEQUEÑO ES EL ALO Y PESA 45 KILOS

El ALO (avión ligero de observación) se fabrica en el Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial. Envergadura: 3,48 metros. Peso máximo: 45 kilos. Velocidad: entre 50 y 200 kilómetros/hora. (Fuente: INTA).

Wallich ensayó con el artefacto en el invierno de 2012. Pero su ocurrencia saltó a los medios, que proclamaron la historia con titulares del tipo: Un padre (algo obsesivo) construye un dron (término importado del inglés que significa “zángano” o “abejorro”) para vigilar a su hijo. “Lo cierto es que lo usé solo para hacer ensayos”, aclara hoy Wallich a través del correo electrónico. “Descubrí muchas formas en las que el aparato podría resultar peligroso si se utilizaba en condiciones reales”. Concede que hay un futuro inmediato en el que los drones se usarán para vigilar a los pequeños. Pero la posibilidad de que se estrellen “les hace aún peligrosos”.

El hecho de que este físico construyera un robot volador comprando lo necesario para hacerlo inteligente en una tienda hubiera sido impensable a principios de este siglo. Hace poco más de una década, este periodista tuvo la oportunidad de visitar el Instituto de Robótica de Pittsburgh, en Pensilvania, con objeto de realizar un reportaje sobre la evolución de los robots para la serie científica 2.Mil, de RTVE. A pesar de que Pittsburgh es un templo mundial de los avances robóticos, la visita resultó decepcionante.

En aquella visita hablamos con James Ryan Miller, un ingeniero que estaba desarrollando un prototipo de un pequeño helicóptero autónomo. No lo vimos volar en ningún momento, pero Miller nos explicó que, aunque no podía hacernos una demostración, el helicóptero ya era un éxito. El aparato tenía un sistema de láser para reconocer el paisaje y elaborar un mapa en tres dimensiones, podía despegar y aterrizar y evitar obstáculos por sí solo. En sentido genuino, era completamente autónomo. “Le decimos que vuele a un lugar en particular para tomar fotografías, y entonces despega, alcanza esa localidad y regresa por sí mismo”. Cuando le preguntamos a Miller cómo veía el futuro, no lo dudó: “Los aviones y los helicópteros estarán volando bajo un control casi independiente”.

Miller apuntaba entonces en la buena dirección, pero con matices. Los drones domésticos como el de Wallich no necesitan construirse sus propios mapas, pero, sin embargo, parecen bastante inteligentes. La compañía americana 3DRobotics tiene un catálogo de varios modelos listos para volar tras salir de la caja. IRIS, un “cuadricóptero” con dos ejes y cuatro hélices, está solo a un clic de ratón y 626 euros. Aunque se controla con mandos de radio, también cumple los requisitos de Miller: despega y aterriza por sí solo, y vuela de manera automática de acuerdo con un plan de vuelo establecido. La planificación de la ruta es asombrosamente fácil gracias a un software gratuito. Sobre un mapa real de Google se decide con el cursor el punto de lanzamiento, los sitios a los que tiene que dirigirse el aparato de forma consecutiva y la vuelta al lugar de donde despegó. Para asegurarnos de que no se estrellará, marcamos en una casilla si se quiere que el dron se mantenga a una altura de seguridad. Y el precio incluye una cámara con estabilizador para vídeo y fotografías.

IRIS es en realidad un robot que vuela. Sabe siempre dónde está gracias a una unidad GPS, pero no barre con rayos láser su entorno para crearse mapas tridimensionales. ¿Es eso inteligencia artificial? Puede que no. Pero este cuadricóptero forma parte de una familia mucho más grande, amplia y compleja. Podríamos considerarlo descendiente de algunos de sus hermanos mayores teledirigidos (también llamados UAV o vehículos aéreos no tripulados) que llevan matando a miles de personas desde hace seis años en Yemen y Afganistán.

EL PREDATOR PUEDE VOLAR 30 HORAS A 15.000 METROS DE ALTURA

Su envergadura es de 20 metros. Su capacidad de vuelo coincide con la del Reaper, ambos fabricados en EE UU.

El dron operativo más grande en vuelo es el Eitan, de fabricación israelí, con autonomía de 20 horas seguidas y hasta 12 kilómetros de altura. Tiene el tamaño de un Boeing 737, con alas de 26 metros de envergadura. El Predator y el Reaper, estadounidenses, son algo más pequeños, pero vuelan más alto (15 kilómetros) y más tiempo (30 horas). Y el Pentágono ha desarrollado un dron minúsculo, el Nano Hummingbird, cuyas alas apenas superan los 16 centímetros. Pesa 19 gramos –menos que una pila convencional de tipo AA– y puede volar a más de 17 kilómetros/hora durante ocho minutos.

Los cielos surcados por vehículos autónomos tendrán que esperar un poco más para que se cumpla el sueño de Miller. “La palabra casi prohibida es precisamente autónomo, ya que eso implicaría que tendrían inteligencia para actuar solos”, explica Francisco Muñoz, director del Departamento de Programas ­Aeronáuticos del Instituto Nacional de Técnica ­Aeroespacial (INTA). Los drones que vuelan en el espacio aéreo, asegura, están sujetos siempre a una regla que no se puede romper: “Siempre tiene que haber alguien responsable”.

El INTA tiene una larga tradición de construcción de vehículos aéreos no tripulados, preparados para el reconocimiento de daños desde el aire o misiones civiles. Drones españoles como el ALO (avión ligero de observación), una aeronave ligera de 45 kilos capaz de volar durante dos horas; el SIVA (sistema integrado de vigilancia aérea), de 300 kilos, o el Milano –de una tonelada de peso y 12 metros de envergadura, capaz de volar a 7.900 metros de altura– colocan ojos y sentidos sobre el cielo español. Ofrecen la posibilidad de supervisar fronteras, la detección y seguimiento de incendios y la vigilancia medioambiental. Ahora es posible programar un dron para que recorra una línea de boyas marinas y recoja datos sobre salinidad, contaminantes, temperatura… Las posibilidades se ensanchan. Pero siempre bajo el control humano.

Pese a ello, la investigación militar de los drones se está trasladando a los usos civiles con una rapidez imprevista. La Administración Federal de Aviación de Estados Unidos (FAA, siglas en inglés de Federal Aviation Administration) calcula que para finales de esta década habrá 30.000 drones surcando los cielos en aquel país, operados por policías, equipos de rescate, periodistas, científicos, agentes inmobiliarios y ciudadanos (cada día vuelan allí unos 50.000 aviones). Los drones han dado un paso adelante. Y han encontrado en el aire el medio para liberarse de sus ataduras. Son mucho más ágiles y su inteligencia no deja de crecer. En cierto modo, estos robots están encontrando la libertad de movimientos que representa el “sueño” de toda máquina inteligente. Así lo considera Peter Singer, un experto en robótica del Instituto Brookings y coautor del libro Cybersecurity and cyberwar (Oxford University Press, 2014). “Los drones están creciendo y cada vez son más ágiles, gracias a los avances tecnológicos”.

Singer pronostica que cambiarán el mundo. ¿Hasta qué punto? En la guerra, la Fuerza ­Aérea estadounidense entrena ya a más operadores de drones que a pilotos. Basta imaginar lo que harán centenares de miles de máquinas capaces de mantenerse en el aire durante días, meses o años, algunas con envergaduras tan grandes como un campo de fútbol, otras tan pequeñas como un insecto. “La apertura del espacio aéreo civil afectará a la robótica de una forma análoga a como Internet cambió los ordenadores”, asegura Singer en un ensayo del Instituto Brookings.

EL 'DRON' OPERATIVO MÁS GRANDE EN VUELO ES EL EITAN

De fabricación israelí, puede volar 20 horas seguidas y hasta 12 kilómetros de altura. Tiene el tamaño de un Boeing 737, con alas de 26 metros de envergadura.

Las predicciones siempre son arriesgadas, pero hay indicios de que esa revolución puede ser de calado. En Estados Unidos –el país líder en el desarrollo de esta tecnología–, las autoridades de aviación no han abierto el espacio aéreo a los drones domésticos para su explotación comercial, aunque cualquiera puede volarlos a alturas no superiores a los 120 metros y en zonas que no estén cercanas a los aeropuertos. Los fabricantes suspiran por una regulación en 2015 para lanzarse a un jugoso mercado que, de acuerdo con la Asociación Internacional de Sistemas y Vehículos No Tripulados (Association for Unmanned Vehicle Systems International o AUVSI), podría mover 82.000 millones de dólares en los siguientes 10 años y hasta 100.000 empleos.

En España, que quiere ser de los primeros países europeos en legislar el uso de aeronaves no tripuladas, hay un vacío legal sobre el vuelo de estos aparatos por parte de cualquier ciudadano, al igual que ocurre con los clásicos aviones de aeromodelismo controlados por radio. “No hay regulación civil”, advierte con bastante preocupación Carles Aymat, presidente de la Comisión Técnica de Aeromodelismo de la Real Federación Aeronáutica Española. “Cualquiera puede ponerse a volar (el aparato) donde le plazca”. El aeromodelismo deportivo sí está regulado, matiza. Hay que obtener una licencia para campos autorizados, situados como mínimo a 500 metros de una zona urbana y a una distancia mayor de cualquier aeropuerto. En otros países como Francia, volar cualquier tipo de aparato está prohibido.

El interés por lo que suceda al respecto en Estados Unidos es muy grande. El gigante del comercio electrónico Amazon ya ha desvelado una estrategia para repartir sus paquetes mediante drones, en cuanto la regulación lo permita, para ahorrar costes. Y las críticas no se han hecho esperar sobre la conveniencia o no de un sistema que puede ser blanco fácil para los ladrones –abatir un dron de hélices para hacerse con su paquete no supondría un gran problema en un país donde circulan millones de armas– o la seguridad. Imagine cualquier lunes cibernético con multitud de drones trayendo sus ofertas a 10 vecinos que viven en un mismo edificio durante el mismo día. La empresa Incake en Shanghái (China), que había empezado por vez primera a utilizar drones para llevar pasteles a sus clientes en las afueras de la ciudad, tuvo que retener su flota de tres artefactos en tierra por orden de las autoridades chinas, ya que consideraban esta forma de envío poco segura y peligrosa. Los datos sugieren que para los vehículos aéreos no tripulados, los índices de accidente son 353 veces mayores que los de la aviación comercial.

Por su parte, la compañía 3DRobotics está desarrollando ensayos de campo con agricultores estadounidenses para adaptar el uso de los cuadricópteros de mayor tamaño en agricultura, buscando la manera de usar menos insecticidas para disminuir los daños ambientales. En vez de espolvorear indiscriminadamente los insecticidas desde un aeroplano, los drones, equipados con cámaras térmicas, podrían detectar qué plantas necesitan tratamiento y están enfermas, ya que despiden menos calor por culpa de las infecciones de los hongos. Se estudia una fumigación a la carta, algo que ya ha conseguido el equipo de Francisca-López Granados, del Instituto de Energía Sostenible, perteneciente al Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC). Las cámaras de sus drones, combinadas con sensores que captan la luz visible y el infrarrojo, distinguen las malas hierbas de las plantas de cultivo, ambas muy similares al principio. Las aeronaves inspeccionan y dicen cuándo y dónde hay que fumigar.

EL MAYOR 'DRON' ESPAÑOL, EL MILANO, PESA 900 KILOS

Tiene una autonomía de vuelo superior a 20 horas y un techo de 8.000 metros. Puede llevar hasta 150 kilos de carga y alcanzar una velocidad de 230 km/h. (Fuente: INTA).

Los científicos españoles Juan José Negro, director de la Estación Biológica de Doñana, también del CSIC, y Mara Mulero Pazmany, bióloga de su equipo, son pioneros en usar pequeños drones en el trabajo de campo. Durante agosto de 2012 comprobaron, en una serie de ensayos, la efectividad de los artefactos en la vigilancia y detección de los cazadores furtivos de rinocerontes en Sudáfrica. El furtivismo allí ha ido en aumento. A principios del año pasado, los cazadores venían matando a un ritmo de dos animales al día, destacan estos expertos en un artículo que publicaron en la revista PLOS One. El equipo realizó 20 vuelos de demostración en una zona de 100.000 hectáreas localizada en la provincia de KwaZulu-Natal, un paisaje de campos de hierbas salpicados por manchas boscosas, en la que viven aproximadamente unos 500 rinocerontes negros y blancos. Los expertos llegaban con su equipo y lo desplegaban en apenas dos horas. “Teníamos una estación de tierra con dos antenas y un alcance de unos 10 kilómetros, y despegábamos los drones a mano o desde catapultas”, relata Negro. Los aparatos no llegaban a los dos metros de envergadura, pesaban dos kilos y admitían carga de 350 gramos.

Aquellos drones –de fabricación china– se elevaron entre 10 y 260 metros. Llevaban en cada vuelo o bien una cámara fotográfica, o una de vídeo de alta resolución, o una lente infrarroja. Podían ser controlados desde tierra, pero también ejecutaban los vuelos de forma automática y programada. En los ensayos se utilizaron figurantes con perros que simulaban los movimientos de los furtivos, los cuales suelen llevar estos animales consigo para cazar. Los científicos españoles comprobaron que los aparatos voladores podían distinguir perfectamente las figuras de las personas y los perros “especialmente por las sombras que proyectaban”. Los vuelos duraban entre 15 y 30 minutos, pero los drones podían detectar el calor de los animales durante la noche gracias a sus cámaras térmicas. Los abejorros también descubrieron las brechas en los cercados, los lugares probables de entrada. Sus unidades GPS permitieron localizar las coordenadas geográficas en cada píxel de imagen obtenida. No detectaron furtivos reales en ese mes, pero demostraron que podían hacerlo.

Para Juan José Negro, de la Estación Biológica de Doñana, estos pequeños aparatos prolongan la visión del biólogo de una manera impensable seis años atrás. Los drones le han permitido finalmente “ver” a través de los cernícalos gracias a implantar pequeñas unidades de GPS –que apenas pesaban cinco gramos– en estas aves. Cuando volvían al nido, los investigadores descargaban el contenido de las unidades, trazaban las trayectorias de los vuelos y programaban los drones. Los científicos obtuvieron unas 4.460 imágenes en alta resolución a partir de seis viajes diferentes. Descubrieron que las aves solían ir detrás de las cosechadoras porque levantaban una gran cantidad de insectos, un botín que no podían perderse, entre otros aspectos de la vida de estas rapaces para ayudar a conservar esta especie.

Pero hay un último aspecto que resulta sombrío. La idea de tener miles de ojos en el cielo, con lentes zoom y sensores que ven en la oscuridad con un detalle asombroso, no es alentadora si su objetivo somos nosotros. Es un futuro que Peter Singer, que viene pronosticando esta revolución, describe como “potencialmente amenazador”. La Unión Americana de Libertades Civiles (ACLU, en sus siglas en inglés) realizó un informe a finales de 2011 en el que afirmaba que los drones supondrán una amenaza para la privacidad de los ciudadanos si la FAA permitiera su generalización.

La ACLU denunció un caso de abuso de la policía de Nueva York ocurrido en 2004, que filmó durante cuatro minutos a una pareja que hacía el amor en la terraza de su casa durante la noche mediante una cámara de visión nocturna dispuesta en un helicóptero. “Es el tipo de abuso que podría generalizarse si la tecnología de los drones fuera de uso común”, reza el informe de Jay Stanley y Catherine Crump.

90.000

90.000 millones de dólares. Es la cifra que, según estimaciones de Jim Williams, de la Federal Aviation Administration, podría generar en la próxima década el mercado de los ‘drones’ domésticos.

La idea de espiar al vecino puede convertirse en una tentación peligrosa. Estos autores destacan que la generalización y abuso de los drones podría tener efectos a más largo plazo, con cambios de comportamiento insospechados en la población. ¿Qué sucedería si cada vez que uno sale de casa sintiera el aliento del Gobierno, la sensación de verse vigilado por un ojo desde el aire? Stanley y Crump concluyen en su informe: “Los psicólogos han encontrado una y otra vez que la gente que está siendo observada tiende a comportarse de una manera diferente y toma decisiones distintas que aquellos a los que no se les vigila”. Ese es un tipo de revolución que nadie desea.