El campo de batalla del futuro se basará en equipos de agentes autónomos basados en aire y tierra que operarán de misión en misión sin la intervención del soldado.
Investigadores del Ejército han desarrollado un enfoque único que permite a un vehículo aéreo no tripulado de ala rotatoria aterrizar sobre un vehículo terrestre no tripulado en movimiento sin la ayuda del GPS y recargarse antes de pasar a la siguiente misión.
Estos agentes aéreos y terrestres autónomos permitirán realizar operaciones en entornos de búsqueda y rescate que son demasiado remotos o peligrosos para los humanos, pero que a menudo requieren una amplia infraestructura de posicionamiento y comunicación, dijo el investigador del Ejército de EE.UU. Dr. Stephen Nogar, del Laboratorio de Investigación del Ejército.
«Los UAV necesitarán la capacidad de operar sin la intervención de los soldados, y una función crítica es aterrizar de forma autónoma en vehículos terrestres estáticos y en movimiento, recargarse y luego despegar para realizar nuevas misiones», dijo Nogar. «Además, los UAV no podrán depender del GPS, ya que es poco fiable y se interrumpe fácilmente, por lo que estos comportamientos tendrán que realizarse utilizando otras fuentes, como la visión a bordo».
Nogar y sus compañeros de laboratorio desarrollaron un enfoque sencillo que maximiza el uso de las modernas herramientas robóticas para conseguir que un UAV de ala rotatoria aterrice en un UGV en movimiento sin la ayuda de sistemas de posicionamiento externos.
En el marco del International Symposium on Safety, Security, and Rescue Robotics, el IEEE publicó recientemente la investigación.
Los investigadores realizaron todos los cálculos a bordo del vehículo mediante sensores y ordenadores de bajo coste. Además, no se produjeron comunicaciones entre el UAV y el UGV.
El equipo llevó a cabo simulaciones controlados por software y experimentos en exteriores, y demostró que el algoritmo es eficaz para realizar maniobras de aterrizaje. Usando un pequeño quadrotor construido a medida y un UGV Clearpath Warthog a velocidades de trote, los investigadores experimentaron con aterrizajes.
«Este trabajo combina comportamientos negados por el GPS, un comportamiento comprobado experimentalmente que es raro en el mundo académico o en la industria», dijo Nogar. «Combina varias áreas de vanguardia, como la localización basada en la visión mediante odometría visual-inercial, un marcador único en la parte superior del vehículo terrestre diseñado para esta aplicación y comportamientos y control a bordo. Además, todo ello se realiza a bordo de un pequeño UAV con importantes limitaciones computacionales.»
Según Nogar, lo que hace que esta investigación sea única es la demostración práctica de esta tarea en terreno abierto, sin GPS, con la potencia de cálculo a bordo del UAV. Otros trabajos en este ámbito suelen basarse en algunos o todos estos factores menos limitados.
Además, dijo, este proyecto emplea un marcador personalizado en la parte superior del vehículo terrestre, diseñado específicamente para la tarea de aterrizaje. Contiene marcadores más pequeños dentro del marcador más grande que pueden seguir viéndose incluso cuando la cámara se acerca al marcador.
De cara al futuro, los trabajos en este ámbito continúan en dos áreas principales:
- Reducir la dependencia del marcador de referencia en la parte superior del vehículo terrestre y sustituirlo por una inteligencia artificial que reconozca el vehículo sobre el que quiere aterrizar
- Mejorar la fiabilidad y la velocidad del aterrizaje de forma que pueda usarse para cumplir los requisitos de tiempo de operación adecuados
«El aterrizaje autónomo es fundamental para que los vehículos aéreos no tripulados sean útiles en el futuro campo de batalla», dijo Nogar. «Por ejemplo, se espera que el Next Generation Combat Vehicle tenga un UAV integrado. Dentro del laboratorio, varios proyectos están haciendo uso de esta capacidad como parte de comportamientos más complejos.»
Fte. Army.mil
