Lo más probable es que hayas visto enjambres de drones en acción, ya que se han utilizado en diferentes eventos, como los Juegos Olímpicos, el Super Bowl, etc. En todos estos eventos, los enjambres de drones ofrecieron un colorido entretenimiento que cautivó a la multitud. Si tiene curiosidad acerca de los enjambres de drones y quiere saber cómo funcionan, ha venido al lugar correcto.
Los enjambres de drones se producen mediante algoritmos complejos y mediante la incorporación de cámaras a bordo y sensores de proximidad en drones individuales. Todavía es un trabajo en progreso, pero puede esperar obtener drones que funcionen como un enjambre fuera de la caja en algún momento en un futuro no muy lejano.
Los enjambres de drones se han utilizado en todo el mundo para el entretenimiento. Tal vez recuerde los cientos de drones que volaron sobre el cielo nocturno en Disney World en 2016 y que fueron coreografiados con música cantada durante un espectáculo llamado "Starbright Holidays". En 2017, los enjambres de drones formaron parte de la presentación en vivo de Lady Gaga en el Super Bowl.
Los chinos, para no quedarse atrás, utilizaron un enjambre de drones para celebrar su Año Nuevo no hace mucho. Y Warner Bros utilizó recientemente enjambres de drones para promocionar su película "Wonder Woman". Incluso se han producido programas de drones para aplaudir los esfuerzos de los trabajadores de la salud durante el grueso de la pandemia de covid-19.
En este artículo, voy a discutir cómo se producen los enjambres de drones y, con suerte, le daré una mayor apreciación del despliegue de enjambres de drones en todos estos eventos.
¿Cómo funcionan los enjambres de drones?
El concepto de enjambres de drones se inspiró en la observación de enjambres naturales de insectos como las abejas. Los investigadores e ingenieros han imaginado el futuro de la replicación del comportamiento de los enjambres en el mundo de la robótica y no ven límites a lo que se puede lograr con esto. Pero ya ves, replicar el comportamiento del enjambre en la robótica y, en consecuencia, los drones es muy difícil. Por un lado, se requiere mucha potencia de procesamiento. Incluso la potencia de procesamiento requerida para hacer que una docena de drones realicen un vuelo sincronizado autónomo simple es enorme. Ahora piense en la potencia de procesamiento que se requerirá para cientos o miles de drones. Es mucho, ¿verdad?
Gracias a los avances tecnológicos, es posible volar cientos de drones de forma autónoma. De lo contrario, los espectáculos de drones de los que hablamos al principio de este artículo no podrían haber tenido lugar. Esos espectáculos con drones habrían sido imposibles hace algunos años, pero los rápidos avances tecnológicos lo han hecho posible.
Así que los enjambres de drones son posibles especialmente gracias a la incorporación de cámaras a bordo y sensores de proximidad en los drones. Los sensores de proximidad son especialmente importantes para que los drones detecten la presencia de unos y otros y eviten colisiones. Imagine los enjambres de drones en el Super Bowl o los Juegos Olímpicos chocando entre sí e incluso cayendo del cielo. El titular sería algo así como "¡Fracaso épico porque los enjambres de drones salen mal!", jaja. Pero, afortunadamente, los sensores de proximidad permiten que los drones mantengan una distancia segura entre sí durante el vuelo.
¿Cómo se comunican los enjambres de drones?
Si bien las cámaras a bordo y los sensores de proximidad son clave para producir enjambres de drones, otro avance importante para que los drones realicen varias acciones por sí mismos es la descentralización de los comandos. Los enjambres iniciales de drones solían tener un dron en el enjambre como una especie de "dron líder" que proporciona información/comandos a todos los demás drones en el enjambre. Dichos comandos incluyen todo el mapa del área u obstáculos que el enjambre debe evitar.
Sin embargo, hay un gran problema con este sistema centralizado de control. Esto se debe a que se pasará mucha información del dron líder al otro dron del enjambre y, por lo general, se producen retrasos debido a los límites del ancho de banda. Además, si el bot líder se daña o experimenta algún problema técnico, todo el enjambre se verá afectado, ya que dependen del dron líder para obtener información.
El concepto de descentralización de comandos es evitar los problemas del sistema centralizado y hacer que los drones se comporten como un verdadero enjambre. En el sistema de descentralización, cada dron individual se comunica/comparte datos con su vecino, que son drones en su entorno inmediato.
Existe la ventaja de pasar datos a lo largo de todo el enjambre y esto da lugar a una operación más dinámica. Compare esto con usted mismo moviéndose a través de una multitud. No te concentrarás en cada persona de la multitud, sino en las personas más cercanas a ti para evitar tropezarte con ellas.
Además, no necesariamente verás a todos en tu camino o a tu alrededor, pero a medida que se acercan a ti, tu "sensor de proximidad", que son tus ojos, en este caso, te indica cuándo moverte o girar para evitar chocar con otras personas. . Un sistema descentralizado de drones funciona de esta manera.
Otra forma de ver cómo funciona el comando descentralizado de los drones es compararlos con 15 alumnos de primer grado a los que se les dice que hagan un círculo alejándose unos de otros a la distancia de un brazo. Puede esperar que los alumnos de primer grado simplemente formen el círculo intuitivamente sin saber realmente dónde estará cada persona y cada persona individual se comunicará con la persona más cercana a ellos.
Conocer la forma deseada y comunicarse con los vecinos es suficiente para formar esta forma y, si se agrega o resta alguien, el círculo se ajustará sin tener que decirles a los niños las dimensiones exactas que deben compensar.
Por supuesto, esta es una forma sencilla de ver cómo se comunican los drones. En realidad, es un proceso muy complejo con los procesadores de las computadoras a bordo de los drones funcionando como sus cerebros y realizando cientos de cálculos por segundo. Los límites en la potencia de procesamiento siguen siendo uno de los principales obstáculos que deben superarse, especialmente cuando se considera la cantidad de drones que se pueden volar de manera segura. Pero puede esperar que esto se resuelva en un futuro cercano, ya que parece haber avances exponenciales en tecnología con cada año que pasa.
Swarming Drones de Intel
Intel ha estado causando sensación en los últimos años por su contribución a los enjambres de drones. Sus esfuerzos de enjambre de drones son tan significativos que nos gustaría hablar un poco sobre sus drones de enjambre. Intel, en colaboración con Ars Electronica Futurelab, reunió a un talentoso equipo de ingenieros en 2015.
El equipo realizó una hazaña significativa al producir un enjambre de 100 drones que pudieron volar de forma autónoma sobre un aeródromo en Alemania. El espectáculo de drones se hizo aún más interesante con la adición de una banda sonora adecuada de una orquesta. Volar 100 drones de forma autónoma llevó al equipo a romper el récord mundial Guinness.
El equipo de Intel y Ars Electronica Futurelab realizó su magia nuevamente al volar otros 100 drones sobre el desierto en Palm Springs, California. El objetivo del equipo aquí era demostrar la seguridad de sus enjambres de drones a la FAA. Más tarde sería en el puerto de Sydney, Australia, donde se produciría la primera exhibición pública de drones de enjambre. ¿Qué es un espectáculo de drones sin algo de música? La Orquesta Juvenil de Sydney proporcionó algo de música de fondo mientras se desarrollaba el espectáculo de drones.
Si cree que volar 100 drones automáticamente fue una hazaña, el equipo combinado de Intel y Ars Electronica Futurelab rompió su propio récord al volar 500 drones menos de un año después de volar 100. La diferencia en los esfuerzos necesarios para volar 100 y 500 drones es significativa. , y que el equipo haya logrado esto menos de un año después de volar 100 es un gran problema.
El hardware y los algoritmos mejorados fueron clave para aumentar la cantidad de drones a 500. Cada dron en el enjambre está compuesto por un cuadricóptero que Intel denominó una "estrella fugaz". Cada estrella fugaz está hecha de materiales suaves y es resistente a la intemperie. Intel también usó hélices enjauladas para garantizar la seguridad en las pantallas públicas.
¿Cómo hago un enjambre de drones?
A menos que sea un ingeniero o un investigador en robótica y otros campos relacionados, está fuera del alcance de un Joe común hacer su propio enjambre de drones. El proceso de creación de enjambres de drones es complejo y está lejos de perfeccionarse después de años de investigación y pruebas.
Sin embargo, se están realizando mejoras significativas en los enjambres de drones cada año y puede esperar obtener drones que funcionen como un enjambre listo para usar en el futuro.
Posibilidades para enjambres de drones
Las posibilidades de los enjambres de drones son prácticamente infinitas. A continuación se muestran las áreas donde se pueden aplicar enjambres de drones.
Diversidad
Puede esperar ver un enjambre de drones que consta de diferentes tipos y tamaños de drones en el futuro. Existe la posibilidad de una mayor eficiencia y eficacia si los miembros de los drones tienen diferentes tipos de drones con diferentes capacidades.
Los enjambres de drones disponibles hoy en día están hechos de drones pequeños e idénticos. Sin embargo, ha habido éxito en la creación de enjambres de drones con diferentes tipos de drones. Y es por eso que debe esperar drones multidominio más complejos en el futuro.
Personalización
La principal ventaja de tener enjambres de drones personalizables es la flexibilidad. Imagine lo conveniente que sería para los comandantes simplemente agregar o quitar drones según lo deseen. Por supuesto, para que se agreguen nuevos drones a un enjambre existente, se necesitarán comunicaciones entre drones, ya que el enjambre debe poder comunicarse con el nuevo dron. Además, el enjambre de drones existente debería tener la capacidad de adaptarse a la eliminación y adición de drones.
La personalización permitiría a los comandantes y, en consecuencia, a los enjambres de drones adaptarse a las necesidades del enjambre. La investigación sobre la personalización de drones aún está en curso, pero los datos obtenidos hasta ahora muestran que este concepto aún puede ser posible.
Endurecimiento
Eventualmente existiría la necesidad de producir drones que sean resistentes a las interferencias. Dado que los enjambres de drones dependen de la comunicación entre sí para funcionar, una forma de contrarrestar un enjambre de drones sería interferir, lo que garantizaría que el enjambre no pueda funcionar.
A medida que surjan avances en los enjambres de drones, será necesario fortalecer los enjambres contra diferentes tipos de interferencias.
Fuente de la imagen:Intel