Drones del futuro: lo que los drones del futuro podrían hacer

El 11 de octubre de 2019, la vigilancia de alta precisión a lo largo de 50 km de toda la ruta cruzada por el convoy del presidente chino Xi Jinping en India por cuatro drones diseñados por la Universidad de Anna nos hizo sorprender las posibilidades que se derivan de algo así como una resolución de 3 cm a una altitud de 100 m.

Por otro lado, el ataque con aviones no tripulados en Arabia Saudita en septiembre de 2019, que eliminó aproximadamente el cinco por ciento del suministro mundial de petróleo, hizo que la demanda reverberase. ¿Los drones continuarán siendo los benefactores de la humanidad o se convertirán en un arma para la destrucción masiva y el terrorismo en el futuro?

Hay tres factores con los drones. Necesidad de buena tecnología, grandes inversiones y rápida adopción. Los tres niveles pueden conspirar en un escenario donde las oportunidades antitéticas para la prosperidad y la destrucción pueden coexistir sin perjuicio de nuestro drones del futuro.

Introducción a los drones.

Un dron es un vehículo aéreo no tripulado (UAV) que se puede volar de forma autónoma por una unidad remota dedicada. Tiene la capacidad de realizar ciertas operaciones en el aire dictadas por el programa de computadora, mientras que los controles del modo de vuelo son asistidos por dispositivos de rastreo como GPS.

El origen de los drones se atribuye a la necesidad creada por el gobierno y los militares de dispositivos de guerra inteligentes de la década de 1960. Durante la Guerra de Vietnam, el ejército de los EE. UU. Usó activamente drones para fines de vigilancia, seguido por el uso posterior del ejército israelí en 1982 durante la guerra del Líbano.

Sin embargo, con el avance de la tecnología, los drones se han personalizado posteriormente en diferentes formas para muchas aplicaciones comerciales. Con el gran beneficio de la humanidad, ha llegado la asistencia para acceder a situaciones desgarradoras, en la búsqueda de personas desaparecidas, en la creación de mapas 3D, en el reconocimiento del paisaje, en la conservación de la vida silvestre, en la inspección de las tuberías, en el monitoreo de tráfico, previsión meteorológica y lucha contra incendios, agricultura, fotografía, video, proyectos académicos.

Incluso los servicios de entrega, especialmente en situaciones de pandemia, pueden encontrar un beneficio reconfortante para todos nosotros.

El costo de los drones depende del tamaño y la funcionalidad. Los drones de versión mini que caben en la palma pueden costar menos de $ 100, mientras que los drones de grado militar que caben en una mochila pueden costar decenas de millones de dólares. Uno de los drones militares más grandes es el Global Hawk MQ-4 de 47.6 pies de largo, que es más ancho que un avión Boeing 737.

Uno de los drones más populares en el mercado fue el DJI Phantom 3 conocido por la cinematografía profesional. El dron utiliza tecnología avanzada heredada de los últimos drones como Mavic Air, Phantom 4 Pro, Inspire 2, Walkera Voyager 5, etc.

Como funcionan los drones

Un dron está hecho de material compuesto ligero para reducir el peso y proporcionar cobertura a grandes altitudes. El funcionamiento del motor se logra mediante un sistema compacto de hélice múltiple de alto torque que hace que este dispositivo sea altamente independiente y proporciona una funcionalidad a prueba de fallas para que incluso si algún motor dentro de este dispositivo deja de funcionar; continuará volando a medida que reciba el apoyo de las hélices que trabajan en grupo.

Estas hélices son operadas por sistemas remotos de control de tierra (GSC) que usan ondas de radio, incluido Wi-Fi. La mayoría de estos dispositivos contienen baterías extraíbles para que puedan permanecer en el aire durante mucho tiempo. El tiempo de vuelo puede aumentar con el uso de baterías potentes en el diseño.

Las velocidades de rotación y otros parámetros son transmitidos por giroscopios y sensores a las computadoras que usan algoritmos para realizar cambios en la posición del dron. Esto mantiene el dron equilibrado, flotando constantemente y avanzando, retrocediendo o verticalmente.

Los algoritmos informáticos ayudan al operador del dron a controlar el descenso del dron. Si bien el piloto del dron puede controlar dónde y cuándo se mueve el dron, son los algoritmos de posicionamiento de la computadora los que garantizan un nivel automático de estabilidad.

Los sistemas de navegación, como el GPS, se fijan en la nariz de un avión no tripulado que comunica la posición precisa del avión no tripulado. Opcionalmente, un altímetro a bordo puede comunicar vectores de altitud y mantener el dron a una altitud específica, si el controlador lo ordena.

Tecnologías en evolución

Los últimos drones de alta tecnología de hoy superan con éxito las versiones anteriores de varias maneras.

  • Sistemas anticolisión – Los sensores de detección de obstáculos se utilizan para escanear el entorno circundante, mientras que los algoritmos de software producen imágenes en mapas 3D que permiten que el dron detecte y evite obstáculos. El ejemplo más popular es el último DJI Mavic 2 Pro y Mavic 2 Zoom que tienen detección de obstáculos en los 6 lados.
  • Función sin zona de vuelo – Para aumentar la seguridad del vuelo y prevenir accidentes en áreas restringidas reguladas y clasificadas por la FAA (Administración Federal de Aviación), los últimos drones de DJI y otros fabricantes incluyen una función de «Zona de exclusión aérea» que proporciona un aviso de entrada en estas áreas. .
  • Transmisión de video en vivo FPV – La tecnología basada en FPV (Vista en primera persona) consiste en una cámara montada en el dron y transmite el video en vivo usando la señal de radio al piloto en tierra. Esto le brinda al piloto de tierra una experiencia a bordo en tiempo real que le permite al dron volar mucho más alto y más allá de la posibilidad de mirar el avión desde el suelo.
  • Interfaz inteligente La mayoría de los drones de hoy pueden ser controlados por un control remoto o una aplicación de teléfono inteligente, que se puede descargar desde Google Play o Apple Store. Esta aplicación específica del fabricante permite el control total del dron.

Nuevas áreas y perspectivas de negocio.

Los drones utilizados para aplicaciones comerciales están floreciendo. Esto ofrecerá a las diferentes empresas una oportunidad a gran escala para aumentar sus ingresos y ayudar a las economías globales a crecer de formas inimaginables.

  • Servicios de envío – Según informes recientes, Google y Amazon están desarrollando sus drones para que el envío se pueda entregar por vía aérea en un tiempo mucho más corto. Facebook planea desarrollar drones gigantes para transportar la señal a ubicaciones remotas para acceso a Internet.

    En 2018, Boeing anunció que había realizado un prototipo de un vehículo de carga eléctrica no tripulado VTC (CAV) que puede transportar hasta una carga útil de 500 libras. Como parte de la iniciativa WEF «Medicina desde el cielo», Telangana Govt ha adoptado un marco para usar drones para entregar la última milla de suministros médicos esenciales como sangre y muestras médicas en un intento por aumentar el acceso a la atención atención médica a comunidades en todo el estado. Los drones también son utilizados por periodistas para recopilar información de lugares inaccesibles.

  • Colaboración con IoT – Un sistema integrado de drones con redes de sensores de IoT en tierra puede ayudar a las granjas a monitorear la tierra y los cultivos, las compañías de energía se hacen cargo de las líneas eléctricas y el equipo operativo, y las compañías de seguros monitorean la propiedad en busca de reclamos y políticas. En 2015, se realizó un experimento en Austin, Texas, donde los drones identificaron con éxito las redes IoT en áreas residenciales y comerciales de la ciudad.
  • Medida y estimación – Los drones pueden medir y registrar la altura de cultivos, edificios y montañas. Esto se hace utilizando la tecnología de detección remota llamada Lidar, que ilumina el objetivo con un láser y calcula la distancia y la altura midiendo lo que se refleja.
  • Estudios atmosféricos – Los drones pueden volar en áreas inseguras e inaccesibles para medir la calidad del aire, verificar microorganismos específicos o elementos atmosféricos e incluso detectar terremotos.
  • Grabación en vivo – Las redes de televisión deportiva utilizan drones hoy en día para capturar imágenes de eventos deportivos que de otro modo serían difíciles de capturar.

Dados estos vastos intentos de nuevas aplicaciones, aquí hay algunas predicciones comerciales recientes sobre la economía de los drones:

  • PricewaterhouseCoopers calificó el mercado de servicios comerciales basados ​​en drones en más de $ 127 mil millones, con las principales industrias de infraestructura en $ 45.2 mil millones, la agricultura en $ 32.5 mil millones y el transporte en $ 13.0 mil millones.
  • La Association for Unmanned Vehicle Systems International (AUVSI) predice que la industria de drones creará más de 100,000 empleos en los EE. UU. Y agregará $ 82 mil millones a la economía de los EE. UU. Para 2025.
  • Goldman Sachs espera un mercado de aviones no tripulados de $ 100 mil millones entre 2016 y 2021, con el ejército conformando la mayoría de ellos a un costo de $ 70 mil millones. Se estima que los drones de consumo se llevarán $ 17 mil millones de ese mercado, con un uso comercial y civil del gobierno de $ 13 mil millones.
  • El Instituto de Investigación de Desarme de las Naciones Unidas citó en su informe de 2017 que el mercado mundial de drones podría cuadruplicarse para 2022 desde su valor de 2015 y superar un patrimonio neto de $ 22 mil millones que incluye drones usados tanto para fines militares como no militares.

Los datos anteriores indican claramente que los drones están aquí para quedarse, y también lo es la amenaza que representan si aterrizan en manos inseguras.

Amenazas por proliferación

No importa cuán impresionantes puedan parecer los drones, pueden convertirse en armas peligrosas en el futuro. La creciente popularidad de los drones y la facilidad de uso es una razón para una gran cantidad de preocupaciones de privacidad y seguridad. Por lo tanto, la importancia de encontrar una manera de hacer que coexistan de manera segura con los aviones tripulados es cada vez más urgente.

  • Amenazas a la privacidad – Estos espías traviesos en el cielo pueden fotografiar personas en sus hogares u otros lugares privados. Por ejemplo, una revista como Splash News ha recopilado alrededor de 200 conjuntos de fotos de pequeños episodios de vidas de celebridades. También se han encontrado drones en áreas potencialmente inseguras, como áreas urbanas y aeropuertos cercanos.
  • colisiones – El aumento del tráfico de drones puede provocar colisiones en el aire y la pérdida de control de los drones. La amenaza de aviones no tripulados que vuelan demasiado cerca de aviones comerciales ha provocado la necesidad de regulaciones. Por ejemplo, en junio de 2019, Irán derribó un avión no tripulado de vigilancia militar de EE. UU. El impacto fue la disuasión de las principales rutas aéreas de todo el mundo para evitar ataques por error al ingresar al espacio aéreo del país.
  • La posibilidad de ataques civiles. – Los drones son relativamente más baratos que las armas convencionales y, sin embargo, pueden lograr resultados mucho más destructivos. Es esta tecnología fácil de encontrar, fácil de usar e infalible la que la convierte en un arma atractiva de destrucción masiva. En un estudio de 2017, el Instituto de las Naciones Unidas para la Investigación del Desarme (UNIDR) dijo que las mismas características que hacen que los drones sean atractivos para los militares pueden hacer que los drones armados sean particularmente susceptibles al mal uso. Según un informe de Penn Political Review, muchos grupos armados como los rebeldes Houthi, el Hezbolá libanés, Hamas, las milicias libias, los separatistas ucranianos, los kurdos Peshmerga, Al Qaeda en Siria, las FARC colombianas son conocidos por poseer y usar drones. Además, el reciente caso de ataque con aviones no tripulados en la instalación petrolera saudita en Aramco demuestra cómo los caros sistemas detectores antimisiles se vuelven ineficaces para los drones debido a sus bajas altitudes y bajas velocidades.
  • piratería – Los drones son de alguna manera como computadoras voladoras que llevan un sistema operativo y un software de código programable que puede ser pirateado. Los drones fueron desarrollados para volar en busca de otros drones, ingresar a su red inalámbrica, desconectar al propietario y tomar el control.

Regulaciones de seguridad del gobierno

Con el tiempo, los reguladores de todo el mundo han tomado medidas para evitar el posible uso indebido de drones.

  • China: Cualquier dron que pese más de 15 libras o vuele más de 400 pies requiere una licencia de la Administración de Aviación Civil de China (CAAC).
  • Reino Unido: La Autoridad de Aviación Civil (CAA) requiere el registro de aviones no tripulados que pesen más de medio kilo y prohíbe volar por encima de los 500 pies.
  • NOI: La FAA impone específicamente ciertos estándares, como el Certificado de Piloto Remoto para drones comerciales y el registro para velocidades de hasta 100 mph, operaciones solo a la luz del día con iluminación anticolisión adecuada y la prohibición de operaciones de UAV a no participantes bajo una estructura cubierta o dentro de un vehículo estacionario cubierto.
  • Europa: SESAR (Single European Sky ATM Research) está planeando lanzar servicios básicos en el espacio U, que incluyen registro electrónico, identificación electrónica y geofencing de drones e integración completa con la aviación humana para evitar interferencias y colisiones con aviones comerciales.

conclusión

Los drones son los dones espectaculares de la tecnología. Su expansión a gran escala está inspirando a casi todos los países a desarrollar sus drones para diferentes aplicaciones. Un dron de hoy es una combinación de todas las tecnologías avanzadas, como microcontroladores, GPS, Wi-Fi y unidades de sensores. Necesitan trabajar de manera sincronizada que les esté dando negocios a muchas empresas y nuevas empresas. Además, la profusión de kits de drones, lenguajes de programación fáciles de aprender y materiales educativos en Internet hace que sea fácil para los principiantes construir y programar un dron.

El papel del gobierno es vital en tal escenario para fortalecer el desarrollo de sistemas de detección de bajo costo. Dichos sistemas deberían ser lo suficientemente avanzados como para detectar drones maliciosos y construir reglas estrictas. Para evitar que los infractores hagan un mal uso de esta preciosa tecnología.

Bharti Jain

Bharti es ingeniero electrónico y de comunicaciones, graduado de la Amity School of Engineering and Technology, GGSIPU, Delhi en 2011. Comenzó su carrera como ingeniero de firmware para el procesamiento de señales digitales en Azcom Info solutions Pvt. Ltd, Delhi- NCR. Ha trabajado en la capa física de LTE en MATLAB y C durante más de dos años, entregando emuladores de TI al ejército francés para comunicaciones basadas en LTE. Actualmente es gerente de proyectos certificado por PMP e ISO 9001: 2015 y trabaja en RITES Ltd, Ministerio de Ferrocarriles. Con amplia experiencia en la gestión de proyectos de señalización y telecomunicaciones para ferrocarriles indios y sectores de energía en todo el país. Ha recibido capacitación en varios cursos técnicos como «Sistemas de protección y alarma de trenes, Sistema automático de cobro de tarifas en el tren subterráneo, Cursos de informes básicos y Curso profesional de gestión de proyectos como miembro del Instituto de gestión de proyectos en los Estados Unidos. También ha recibido varios premios de la compañía por sus esfuerzos innovadores y publicaciones técnicas.

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