T. Arribas Soticol "Diseñamos el primer sistema detector de RPAS con radar pasivo"

La compañía de base tecnológica de la Universidad de Alcalá (UAH) Soticol Robotics Systems ha desarrollado un sistema de detección de drones que, explicó a Infodron.es el director de tecnología de la empresa, Tomás Arribas, "es el primer sistema detector de RPAS con tecnología radar pasivo 100% y apto para entornos urbanos".

Arribas es doctor en sistemas de telecomunicaciones, Máster TIC e ingeniero técnico de telecomunicaciones por la UAH. Como socio fundador de Soticol, habló también a este diario de las aportaciones de la compañía a los RPAS que utilizará Red Eléctrica de España (REE). Asimismo, Arribas destacó el desarrollo de la tecnología CACM-RL (control adjoining cell mapping and reinforcement learning) en la que se basan los autopilotos de Soticol.

¿Cuáles son los últimos avances en sistemas de detección y neutralización de RPAS?

Los sistemas de detección y neutralización de RPAS están cada vez más en auge debido al mal uso que pueden tener estas plataformas para fines terroristas, llegando a convertirse en un asunto de Estado. Es importante diferenciar efectivamente los conceptos de detección y de neutralización. Sin lugar a dudas, lo más importante es detectar la presencia, dirección y distancia a la que se encuentran estos aparatos, ya que una vez conseguidos estos objetivos se puede activar el sistema de neutralización más apropiado en función del escenario en el que nos encontremos.

¿Por ejemplo?

A modo de ejemplo, no es lo mismo un entorno bélico en el que la neutralización puede realizarse mediante la inhibición dirigida en frecuencia o el spoofing (redireccionamiento) de GPS, que una ciudad donde ambas actuaciones no son muy recomendadas por las consecuencias y afectaciones a terceros que pueden tener, por lo que en estos casos hay que adoptar una neutralización más específica que no conlleve efectos colaterales.

¿Qué tecnología ha desarrollado Soticol en este campo?

Soticol colabora con distintos grupos de investigación de la UAH. Fruto de esta colaboración, se ha desarrollado el primer sistema detector de RPAS con tecnología radar pasivo 100%, que se está empezando a comercializar, y es apto para entornos urbanos, estadios de fútbol o aeropuertos. Es decir, entornos donde otras soluciones basadas en radar activo no son tan idóneas. Conviene aclarar lo que es el radar pasivo porque a veces en este sector se introduce este concepto para referenciar sistemas que realmente no utilizan tecnología radar. Sin ánimo de ser excesivamente exhaustivos, nuestro sistema hace uso de los denominados ‘iluminadores de oportunidad’, siendo en nuestro caso particular la señal TDT por la buena cobertura que presenta en cualquier ciudad. La técnica que aplicamos procesa en tiempo real los ecos recibidos para detectar la dirección y distancia de los posibles drones que puedan estar aproximándose (en estos momentos estamos alcanzando distancias de detección de 6 km).

¿Hasta qué punto los llamados antidron son necesarios para que se extienda el uso de RPAS en entornos urbanos?

Creo que se debe diferenciar entre el uso autorizado de RPAS en entornos urbanos y el no autorizado. Precisamente para este segundo caso, es cuando los sistemas antidron han de considerarse como una alternativa tecnológica para mantener la seguridad y evitar posibles males mayores.

¿Qué tecnología ha desarrollado Soticol para la inspección de infraestructuras críticas con RPAS?

Soticol ha desarrollado y patentado una tecnología avanzada de control óptimo y planificación denominada CACM-RL (control adjoining cell mapping and reinforcement learning) en la que se basan los autopilotos que comercializa. Esta tecnología dota de una gran potencia, tanto de inteligencia como de precisión, a los autopilotos para ejecutar misiones de forma totalmente autónoma y optimizando un criterio específico, como puede ser típicamente el tiempo mínimo o el consumo mínimo de energía. De este modo, los autopilotos pueden llevar a cabo misiones complejas, en términos de maniobrabilidad, navegación entre obstáculos o velocidad, simplificando al máximo los requerimientos de pilotaje manual y sin necesidad de que el operador tenga que indicar los puntos (waypoints) por donde deba pasar el RPAS.

Además integran los autopilotos con su propio sistema sense and avoid…

Para resolver los problemas de seguridad y de orientación para la obtención de fotografías estables en proximidad de infraestructuras críticas, Soticol hace uso de la integración de sus autopilotos con el sistema sense and avoid de diseño y fabricación también propio. La integración de ambos sistemas permite a la aeronave realizar y repetir sistemáticamente trayectos de aproximación a los puntos de interés, de forma completamente automática y totalmente segura. Esta solución permite reducir drásticamente los costes de inspección, ya que no limita la inspección a la proximidad física del piloto y por tanto es posible ejecutar la misión más allá de línea vista (Bvlos).

¿En qué se está utilizando esta solución?

Por ejemplo, tenemos una solución innovadora y única en el mercado para la inspección autónoma de aerogeneradores con un RPAS de ala fija. La idea consiste en realizar vuelos completos de exploración óptima y fotografía ortonormal sobre puntos concretos de la infraestructura, y tras finalizar dicha operación y mientras la autonomía lo permita, saltar secuencialmente al siguiente aerogenerador. El rendimiento y las posibilidades de inspección aumentan considerablemente con respecto a la utilización de multicópteros, pudiendo iniciar misiones incluso más allá de la línea de vista del objetivo, como para el caso de torres de telefonía o situaciones de difícil acceso.

¿Cuál ha sido su aportación a los sistemas que utilizará Red Eléctrica de España (REE)?

Soticol ha suministrado toda la dotación de control y sensorización a las distintas unidades de multicópteros que utilizará REE, desde la electrónica de control de vuelo hasta la estación de control de tierra convertida en un mando RC (radio control) avanzado con capacidad interactiva mediante pantalla táctil. En cuanto a la electrónica de control de vuelo, suministramos y desarrollamos la integración a bordo de cada RPAS, interconectando los sistemas de autopiloto, sense and avoid y detector de campos, tanto eléctrico como magnético. Dado que el principal objetivo inicial fue conseguir una solución de inspección autónoma y óptima, era necesario disponer de un componente a bordo diseñado a medida que permitiera detectar autónomamente los niveles de campos eléctrico y magnético generado por las torres y líneas eléctricas, para que el propio RPAS supiera la distancia mínima a la que se podría acercar para tomar las imágenes. Este componente detector de campos está comunicado mediante protocolos estándar con el autopiloto, que a la postre es el máximo responsable de gobernar al RPAS. El sistema sense and avoid permite a la aeronave conocer la posición de la infraestructura (torre y cables), así como su detección para evitar colisiones.

¿Cómo es el sistema de control desde tierra?

Se suministró un mando RC avanzado mediante el cual se tiene la posibilidad, si se desea, de pilotar el RPAS además de monitorizar en tiempo real cualquier misión autónoma ejecutada por la aeronave. A este mando se le ha dotado de funcionalidades avanzadas, destacando especialmente: telemetría hablada, comunicaciones cifradas y redundadas con la aeronave, modo hot-standby (en espera activa) por el que varios pilotos podrían colaborar conjuntamente en la misma misión y con el mismo RPAS o geoposicionamiento sincronizado con la plataforma aérea.

¿Cuáles son las particularidades del software destinado a inspecciones outdoor e indoor?

Desde un punto de vista técnico asociado a la navegación, existe un aspecto muy relevante que afecta directamente a las inspecciones tanto outdoor como indoor. En concreto, en entornos indoor es habitual que no exista señal GNSS (sistema global de navegación por satélite) y, por tanto, el RPAS necesite un sistema de referencia con el que navegar y gestionar su misión. Esto lo resolvemos instalando e integrando a bordo el sistema sense and avoid. Éste no solo tiene el objetivo de detectar obstáculos para no colisionar, sino que a la vez aplica una técnica de SLAM (simultaneous location and mapping) propia para autolocalizarse y, de este modo, hacer una reconstrucción 3D del entorno, todo ello en tiempo real y con capacidad de monitorizarse en la estación de control de tierra. Este sistema puede basarse en  Lidar, sonar y sensores de profundidad, en función de las peculiaridades del entorno. Por ejemplo, el sense and avoid que hemos suministrado a REE se basa en Lidar. Para entornos indoor estamos usando tanto sonar como sensores de profundidad, haciendo fusión sensorial mediante la aplicación de técnicas matemáticas avanzadas.

¿Qué necesidades operativas puede cubrir en el sector industrial la tecnología de drones en enjambre?

Permite cubrir un amplio abanico de necesidades operativas que de otro modo no sería posible. Por ejemplo, imagínese un entorno bélico en donde se lanza un enjambre para desplegarse en un área determinada y hacer vigilancia autónoma mediante el envío de vídeo/imágenes en tiempo real a un centro de control en tierra. Cada dron conoce su zona de influencia y de forma autónoma son todos capaces de navegar por el mismo área para, una vez finalizada la misión, replegarse hacia un mismo punto. Otro tipo de solución coordinada es la que permite a un conjunto de drones ser gobernado como un único RPAS, de modo que puedan pilotarse de forma manual o automática, pero coordinada, por ejemplo para el traslado de una carga de gran peso, como fardos de suministros o recursos humanitarios. En nuestro caso, gracias a la tecnología CACM-RL en la que se basan nuestros autopilotos, nos resulta sencillo coordinar y sincronizar un enjambre de drones para que ejecuten una misión específica.

Foto: el responsable de desarrollo de Soticol Robotics Systems, Tomás Arribas