La robótica y los vehículos autónomos están revolucionando sectores industriales enteros a una velocidad de vértigo. Ya hay disponibles robots que plantan más de 6.000 semillas en sólo tres segundos y drones que construyen edificios desde el aire casi sin ayuda, pero la investigación no cesa. El desarrollo de nuevas soluciones de este tipo también se da en España. De hecho, es la especialidad del Laboratorio de Robótica, Visión y Control (GRVC), en el que participan investigadores e ingenieros de la Universidad de Sevilla (US), responsables del primer ornitóptero robótico, entre otros proyectos.
Uno de sus iniciativas más recientes, llamada AERIAL-CORE (AERIAL COgnitive integrated multi-task Robotic system with Extended operation rangeand safety), pretende mejorar las prestaciones y la seguridad de los trabajadores que realizan tareas de mantenimiento en las líneas eléctricas de alta tensión.
Se trata de una solución que de momento cuenta con dos elementos principales: un dron cuadricóptero y su 'compañero' robótico. El UAV (vehículo aéreo no tripulado) se encarga de subir al robot hasta la infraestructura eléctrica, y este es el que rueda por los cables para revisar su estado o instalar balizas salvapájaros, entre otras posibles tareas.
El equipo de GRVC en una prueba del sistema
Detrás de este y otra veintena de proyectos de la GRVC está un equipo dirigido por Aníbal Ollero, catedrático de Robótica de la Universidad de Sevilla y recién nombrado miembro de la Real Academia de Ingeniería tras una dilatada y exitosa trayectoria. "Es un ejemplo de cómo la tecnología puede ayudar a las personas y cómo la innovación se pone al servicio de la sociedad para evitar riesgos en los trabajos en altura", señaló en su día sobre AERIAL-CORE en declaraciones a Europa Press.
Cómo funciona
Las muertes como resultado de una caída fueron la tercera causa de mortalidad laboral en España en 2022, con 37 fallecimientos, un riesgo que en el caso de las líneas de alta tensión se incrementa por el peligro de electrocución. El objetivo principal de AERIAL-CORE es evitar cualquier posible accidente, desarrollando un "sistema robótico cognitivo aéreo integrado que tendrá capacidades sin precedentes en el rango operativo y la seguridad en la interacción con personas para aplicaciones como la inspección y el mantenimiento de grandes infraestructuras lineales", según describe su propia página web.
El robot encargado de instalar las balizas
El sistema pretende integrar robots aéreos de diferentes características para que colaboren en la inspección precisa de la infraestructura y realicen actividades de mantenimiento basadas en la manipulación aérea que impliquen interacciones de fuerza. Para ello, han dotado a los dos módulos actuales de capacidades cognitivas de percepción y trabajo en equipo, manipulación con interacciones de fuerza y la posibilidad del trabajo conjunto con humanos.
En los vídeos compartidos por el laboratorio GVRC se puede observar uno de los primeros usos que se ha dado a AERIAL-CORE. El dron despega con un eslabón de largo alcance similar a un péndulo, que sujeta un robot ligero (apenas 3 kg) y lo eleva hasta una línea de alta tensión. A continuación, el UAV maniobra para desengancharse y regresa a tierra, mientras el robot, con dos brazos y una base rodante, se desplaza por la línea eléctrica para instalar dos pequeñas balizas salvapájaros, obligatorias según la actual regulación. Éstas sirven para hacer más fácil la visualización de los cables y evitan el impacto directo de los pájaros, que las confunden con aves rapaces.
Tras la instalación de las balizas, el dron vuelve a despegar y captura de nuevo el robot con el eslabón de largo alcance para aterrizar con él en un lugar seguro, donde puede volver a cargarse con más balizas. Se trata sólo de una prueba de campo, pero el objetivo está conseguido: la precisión milimétrica, la interacción entre ambas máquinas y un tiempo para toda la operación de apenas 4 minutos.
Gracias a la inteligencia artificial, que se encarga de gestionar las trayectorias y el software tanto del dron como del robot, estos pueden percibir el entorno, cambiar de forma manteniéndose en vuelo para consumir menos energía y realizar tareas complejas y coordinadas.
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Así, AERIAL-CORE apunta a una mejora decisiva en la interacción de los robots con trabajadores humanos, además de reducir las interferencias electromagnéticas de las líneas eléctricas de alta tensión sobre la electrónica de ambos dispositivos. Es un desarrollo que puede tener un enorme impacto económico, además de las implicaciones en la seguridad de los trabajadores y en la conservación de la fauna.
Otros proyectos de la GRVC
Desde sus inicios, hace más de una década, los investigadores del GRVC han desarrollado todo tipo de tecnologías innovadoras, aplicadas sobre todo a sistemas aéreos no tripulados. Uno de sus éxitos más recientes tuvo incluso su lugar en la prestigiosa revista Nature Communications: un dron inspirado en los pájaros que ha logrado resultados sin precedentes en el mundo de los vehículos de alas batientes.
Una de las tareas más complejas para este tipo de vehículos es la de posarse con total seguridad en una superficie acotada. Pues bien, Aníbal Ollero y su equipo lo consiguieron: "en un espacio de 20 metros por 15, y equipado con 28 cámaras, le pusimos al pájaro unos marcadores para obtener los datos con precisión milimétrica", explicó el líder de la investigación a EL ESPAÑOL-Omicrono.
Aníbal Ollero junto con el ornitóptero.
Así, el robot de 700 gramos y 1,5 metros de envergadura, con unas pequeñas garras en la parte inferior que se cierran en el momento apropiado, consiguió sus objetivos tanto en interiores como en exteriores, consumiendo cuatro veces menos energía que con una hélice. Los investigadores también fueron capaces de volar un ornitóptero con un motor híbrido: por momentos batía sus alas, pero también voló con ala fija gracias a una hélice y planeó sin gastar ninguna energía.
Consultado por las aplicaciones, el investigador no tiene pudor en reconocer que lo hace para divertirse. Como nadie ha sido capaz de volar tantos pájaros robóticos a la vez, la aplicación recreativa bien podría ser una alternativa interesante, y que se sumaría a otras dos. Por un lado, una aplicación logística como la entrega de última milla con cargas pequeñas. Por otro, la inmersión por contacto: "por ejemplo, con un sensor de ultrasonido el pájaro tocaría un material y sería capaz de ver si hay grietas", concluía Ollero.