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NTT y la Universidad de Tokyo desarrollan un sistema de guiado de drones basado en RFID
NTT Corporation, empresa de telecomunicaciones líder en el mercado de Japón, en colaboración con la Universidad de Tokio (UTokyo), ha desarrollado un sistema de guiado de aeronaves no tripuladas autónomas, basado en etiquetas de identificación por radiofrecuencia (RFID por sus siglas en inglés) de onda milimétrica, capaz de seguir funcionando incluso en condiciones de poca visibilidad, baja luminosidad, niebla y lluvia.
Esta innovadora tecnología, denominada MilliSign, fue presentada en la 29ª Conferencia Internacional Anual Sobre Computación Móvil y Redes (MobiCom 2023), celebrada en Madrid a principios de octubre. Es considerada una solución con el potencial de crear una red de UAS autónomos, que puedan realizar un monitoreo constante desde el aire de las condiciones ambientales y llegar hasta áreas inexploradas, como zonas marítimas o territorios afectados por catástrofes.
Necesidad de nuevas tecnologías de navegación
Para NTT y la UTokyo, la movilidad aérea de próxima generación es un importante campo de investigación, debido a la versatilidad de los drones en distintas tareas y sectores y a la modificación de los cuerpos legislativos que regulan la aviación no tripulada y que, progresivamente, van permitiendo el despliegue de operaciones remotas con UAS en áreas inhabitadas y segregadas.
La combinación de todos estos hechos ha fomentado, a nivel internacional, el uso de drones en una amplia variedad de escenarios. Sin embargo, debido a la gran dependencia de las aeronaves en sistemas de navegación basados en GPS y en el guiado a través de imágenes, el rendimiento de vuelo y la seguridad se reducen drásticamente durante la noche y en entornos con condiciones climáticas adversas, que son cada vez más comunes, debido a la intensificación de los efectos del cambio climático y el calentamiento global.
Por ello, para garantizar la seguridad y eficacia de las operaciones con vehículos aéreos no tripulados bajo estas circunstancias, es necesario el desarrollo de nuevas tecnologías de navegación, geoconsciencia y posicionamiento, que permitan a los drones identificar y comprender su entorno operativo y realizar vuelos autónomos seguros.
Sistema RFID sin batería
Cada institución ha tenido un papel determinante en el proyecto de desarrollo de MilliSign. NTT ha sido la encargada de diseñar un método de procesamiento de señales de ondas milimétricas y un método de detección automática de etiquetas, mediante la estimación de la posición espacial, el análisis de valores propios y la agrupación de nubes de puntos. Por su parte, la UTokyo ha sido la responsable de la producción de las etiquetas RFID y de los reflectores de esquina.
Las etiquetas, que pueden leer la ubicación e información en un área amplia desde el aire, mediante un radar instalado en el dron, son la pieza central del sistema de navegación. Utilizando la tecnología de identificación por radiofrecuencia, este componente sirve como una señal que transmite información sobre el entorno circundante y posibilita una navegación segura del UAS en situaciones de baja visibilidad.
Al no ser necesaria la incorporación de baterías o mecanismos de alimentación, el sistema se puede instalar en zonas alejadas de grandes infraestructuras, contribuyendo a la respuesta ante desastres y a una mejor predicción del tiempo. Además, el diseño de estructura de la etiqueta y el método de post procesamiento de señales mejorado resuelven los problemas de rango de lectura estrecho y de rendimiento deficiente, causados por las edificaciones y obstáculos circundantes, que eran los fallos a los que se enfrentaba la tecnología RFID en el pasado.
La tecnología desarrollada por NTT y la UTokyo incorpora un reflector de esquina tridimensional y un conjunto de patrones de bits, organizados como códigos de barras, legibles desde una distancia superior a los 10 metros y un ángulo de elevación de más de 30 grados, que supone un valor 7,8 veces mayor al ángulo de lectura tridimensional convencional.
Perspectiva de futuro
Con esta mejora de rango de reflexión y lectura respecto al RFID convencional, la compañía nipona y la Universidad de Tokyo contribuyen a la implementación de sistemas optimizados en materia de hardware y software, así como al fortalecimiento de la infraestructura digital 4D para la captación y recuperación de información en áreas inexploradas, mediante una red de drones autónomos y sensores de Internet de las Cosas (IoT), capaces de integrarse en la red y de almacenar datos en otros soportes físicos y en la nube.
El sistema de etiquetas de ondas milimétricas no solo permitirá el funcionamiento contínuo de vehículos aéreos no tripulados en escenarios de mal tiempo y oscuridad, sino que posibilitará una mejor implementación de los drones en una amplia gama de campos como, por ejemplo, la atención médica, la logística o la observación avanzada de océanos.
