Los drones han aprendido a batir las alas como un pájaro

Aníbal Ollero, el investigador español más citado en robótica y con más publicaciones en vehículos aéreos no tripulados, ha desarrollado los primeros manipuladores aéreos para inspección y mantenimiento industrial, una tecnología punta que supone un gran paso en el uso de drones para operaciones de inspección en infraestructuras y plantas industriales

El Laboratorio de Robótica, Visión y Control de la Universidad de Sevilla, dirigido por el catedrático Aníbal Ollero, asesor científico del Centro Avanzado de Tecnologías Aeroespaciales, lleva más de un año trabajando en AERIAL-CORE, un proyecto que desarrolla aplicaciones de la robótica aérea para inspección y mantenimiento mediante drones con inteligencia artificial, que evitarían riesgos en los trabajos en altura. Para Aníbal Ollero, este desarrollo tecnológico es un ejemplo de cómo la tecnología puede ayudar a las personas y cómo la innovación se pone al servicio de la sociedad.

Usted es un experto internacional en robótica aérea y en la nueva generación de drones bioinspirados. ¿En qué consisten?

Mi posicionamiento se debe al trabajo del laboratorio de robótica de la Universidad de Sevilla, que dirijo. Este laboratorio tiene casi 80 miembros y cuenta con el apoyo del Centro Avanzado de Tecnologías Aeroespaciales, también aquí en Sevilla, siendo líder europeo en robótica aérea.

En la Advanced Grant del European Research Council GRIFFIN (General compliant aerial Robotic manipulation system Integrating Fixed and Flapping wings to INcrease range and safety) estamos desarrollando una nueva generación de drones inspirados en pájaros. Se trata de los denominados ornitópteros que, en vez de tener rotores con hélices, se propulsan batiendo las alas y planeando para ahorrar energía. El que no tengan hélices, combinado con el uso de tecnologías basadas en el empleo de nuevos materiales deformables, hace que sean más seguros en muchas aplicaciones, incluyendo la interacción con las personas.

¿Qué es más perfecto un robot que vuela o un pájaro? ¿Se trata de imitar a la naturaleza?

Más que de imitar, se trata de inspirarse en la naturaleza. No es posible en la actualidad construir máquinas con comportamientos tan complejos, variados y eficientes como los que ofrece un pájaro.

Energía para incrementar el tiempo de vuelo y seguridad son los dos grandes retos. ¿Cómo avanza en la resolución de los problemas que se plantean?

En los ornitópteros el objetivo es utilizar en la mejor forma posible el viento y las corrientes de aire ascendente para sustentarse y ganar energía. En general, en los drones se pretende también utilizar otras fuentes de energía, por ejemplo, la energía solar en los drones de ala fija con suficiente superficie alar. También, se tiende a la utilización de hidrógeno con pilas de combustible más pequeñas y ligeras. Finalmente, es posible emplear también otras estrategias, tales como aterrizar de forma autónoma en plataformas para recargar o sustituir automáticamente las baterías.

La principal innovación del proyecto AEROARMS (sistema AErial RObotic que integra múltiples brazos y capacidades avanzadas de manipulación para inspección y mantenimiento) radica en los primeros manipuladores robóticos aéreos inteligentes del mundo, que incluyen brazos y plataformas de empuje múltiple (rotores inclinados) que pueden ejercer fuerzas en cualquier dirección. ¿Qué aplicaciones tienen para la empresa y la sociedad?

Los manipuladores robóticos aéreos son una de nuestras innovaciones tecnológicas más relevantes. Estos robots pueden realizar gran cantidad de aplicaciones que actualmente requieren trabajos en altura de personas que acceden mediante andamios o grúas, o se descuelgan empleando cables. Estos trabajos son peligrosos y también muy costosos. En algunos casos, se emplean también operadores humanos en helicópteros tripulados, lo que también conlleva riesgos y un coste elevado.

Hemos demostrado que los manipuladores robóticos aéreos pueden aplicarse para la inspección, incluyendo la inspección por contacto mediante sensores de ultrasonidos que permiten determinar el espesor de la pared de una tubería o de un depósito que están sometidos a corrosión, o la existencia de grietas en una estructura, como la de un puente. Es posible también emplear los robots manipuladores aéreos para realizar instalaciones tales como, por ejemplo, la de una antena de comunicaciones en sitios inaccesibles.

También existen drones que preservan el medio ambiente y la biodiversidad, como el salva-pájaros. ¿Cómo funcionan?

Tenemos experiencia en robots aéreos para seguimiento de la fauna y adquirir datos de contaminación o, incluso, tomar físicamente muestras de tierra o agua. Las aplicaciones de mantenimiento de instalaciones que mencionaba anteriormente también son relevantes evitando accidentes producidos por escapes que también tienen impacto ambiental.

La instalación de salva-pájaros en las líneas eléctricas es una de las aplicaciones del proyecto H2020 AERIAL- CORE, que coordino y en el que participan 15 entidades, universidades, centros de investigación y empresas de nueve países diferentes. Estos salva-pájaros reflejan la luz, lo que permite que las aves puedan evitar la colisión con las líneas eléctricas.

Los manipuladores aéreos que estamos desarrollando en AERIAL-CORE se validarán, entre otras aplicaciones de inspección y mantenimiento de líneas eléctricas, instalando salva-pájaros en líneas de Endesa, que participa también en el proyecto.

Enfocados a la industria y a las infraestructuras críticas, ¿cómo minimizar los riesgos ante ciberataques y programaciones maliciosas

Estos ataques están cada día más presentes en nuestra sociedad y amenazan todas nuestras infraestructuras digitales. Resolver de forma eficiente estos problemas es importante, por ejemplo, para el futuro del control de tráfico aéreo que tiende a digitalizarse cada vez más. Por lo que respecta a los vehículos aéreos no tripulados, existen también tecnologías para cancelar amenazas de drones maliciosos.

Nuestro laboratorio participa actualmente en el proyecto europeo COURAGEOUS, conjuntamente con el Ministerio del Interior de España y de otros países europeos, en la prueba de sistemas de detección, identificación y seguimiento de drones potencialmente maliciosos.

Esta tecnología se puede usar para fines poco éticos, como arma de guerra o para espiar la intimidad de las personas. El viejo conflicto entre ciencia y moral. ¿Estamos listos para desarrollar una inteligencia artificial consciente de sí misma?

Efectivamente, el debate no es nuevo. En los más de 20 años en los que llevamos trabajando en vehículos aéreos no tripulados, la percepción pública ha ido cambiando. Hace 10 años, las aplicaciones más conocidas eran las militares y de seguridad. Hoy el gran público ha comenzado a descubrir las enormes posibilidades de aplicación no solo en filmaciones sino también en muchas otras áreas, incluyendo el transporte de paquetes, la búsqueda y rescate de víctimas, la protección del medio ambiente, la agricultura y la inspección y mantenimiento que mencionaba anteriormente. Lo cierto es que no es la inteligencia artificial la que debe ser consciente o ética, sino las personas que la utilizan, ya que la tecnología es una herramienta más y eso hará que el dilema siempre esté presente en muchos desarrollos científicos o tecnológicos.

¿Estima que la robótica aérea precisa un desarrollo normativo y legislativo?

La robótica aérea se basa en el empleo de vehículos aéreos no tripulados o pilotados remotamente. Desde el comienzo de este año, está en vigor una nueva normativa europea en la cual se establecen tres categorías. La primera de ellas, denominada “abierta”, aplica a vehículos muy pequeños que pueden ocasionar muy poco daño. Después está la categoría “específica”, en la que se encuentran muchos de los sistemas de inspección y mantenimiento que mencionaba anteriormente, o los de reparto de paquetes, aplicaciones que en muchos casos deben realizarse mediante vuelos a distancias relativamente grandes, fuera de la línea de vista.

En esta categoría se requiere realizar análisis de riesgo, pero dicho análisis permitirá un buen número de aplicaciones que antes no eran posibles. Finalmente, está la categoría “certificada”, dentro de la cual se encuentran, por ejemplo, los taxis aéreos, en la cual los procedimientos son similares a los que se utilizan actualmente para la certificación de aeronaves, con lo cual los costes son también mucho mayores.

¿El futuro pasa por integrar inteligencia artificial en las máquinas? ¿Qué tendencias se apuntan?

Para nosotros, el objetivo es que los robots ayuden a las personas facilitando su trabajo. Solo se pretende reducir en lo posible actividades peligrosas, tales como los trabajos en altura, que son una de las principales causas de accidentes laborales mortales.

¿Por qué cuesta tanto asumir que la innovación y la tecnología constituyen el motor económico del futuro? ¿Es que los políticos y los científicos no hablan el mismo idioma?

Me parece que cada vez se es más consciente de la relación entre investigación e innovación y la economía del futuro. Sin embargo, no se invierten los recursos necesarios y no se dan plazos razonables para obtener resultados científicos y tecnológicos de valor y aplicarlos en el sector productivo. También es muy importante que las declaraciones de apoyo se conviertan en realidades, lo que en demasiados casos no sucede.

Afirma que el control de la investigación en España es financiero, no científico, al revés que en Estados Unidos. ¿Es partidario de que se destine el 2% del PIB a la investigación?

Es imprescindible incrementar el porcentaje actual para llegar a esa cifra lo antes posible. Hay que dedicar muchos más recursos y además hay que hacerlo de forma eficiente. Es necesario cambiar los sistemas de evaluación de la investigación. No se puede basar fundamentalmente en auditorías de costes. Es cierto que en Estados Unidos para justificar proyectos el elemento fundamental es que se entreguen resultados de valor acordes con lo prometido en la propuesta, sin importar el número de horas empleadas o el coste de dichas horas. Hay que confiar más en los investigadores y premiar los buenos resultados para que se generen nuevos y más relevantes o puedan generarse nuevos productos e iniciativas empresariales. No me refiero solo a la investigación en entidades públicas, sino también en empresas a las que hasta ahora se conceden préstamos, con una subvención pequeña.

El proyecto AERIAL-CORE disputa el liderazgo a norteamericanos y asiáticos. ¿Sin financiación avanzamos hacia una brecha entre países que investigan e innovan y los que tienen otras prioridades?

Las tecnologías que se desarrollan en AERIAL-CORE se han apoyado en las previas de AEROARMS y hacen que Europa sea líder en el mundo en la aplicación de la robótica aérea a la inspección y el mantenimiento. Sin embargo, tanto en Estados Unidos como en Asia existe una atención creciente y la financiación está creciendo muy rápido. Si no se continúa el esfuerzo, nos superarán.

¿Cómo debería abordarse la colaboración público-privada para ser competitivos?

Hay muchas formas de colaboración, incluyendo proyectos concretos, centros de investigación y desarrollo y empresas. Es importante conjugar el interés público con criterios de eficiencia y competitividad. Existen casos en que el interés público a demasiado corto plazo puede abortar iniciativas que, con un mayor plazo o amplitud de miras, serían muy rentables socialmente.

¿Hasta qué punto las aplicaciones prácticas de esta tecnología suponen un importante ahorro para las empresas?

En algunos casos los ahorros son enormes. Así, por ejemplo, los costes de inspección y mantenimiento de las infraestructuras y los procesos industriales limpios y seguros son inmensos. En la industria petroquímica europea se gastan al año 600.000 millones de euros en mantenimiento. La robótica puede hacer que dichos costes se reduzcan de forma importante, manteniendo un nivel de calidad alto y reduciendo también accidentes laborales.

VERTIPUERTOS Para el 2030 se prevé que el 60% de la población viva en áreas urbanas, donde los vertipuertos serán una realidad consolidada. Se trata de rascacielos con balcones especialmente diseñados para el libre flujo de drones y autos voladores que prometen revolucionar el sistema de transporte actual. Los entornos se transformarán drásticamente para permitir la convivencia del movimiento tradicional terrestre y aéreo. En el aire desaparecerían las estructuras lineales como carreteras o túneles, lo cual habla de una forma innovadora para trasladarse

¿Llegaremos a ver aeropuertos para drones?

Si, creo que los veremos. En el ámbito de la movilidad aérea urbana se contemplan los denominados vertipuertos que serán utilizados por los vehículos aéreos no tripulados. Estos vertipuertos forman parte del diseño de las ciudades del futuro y despiertan ya el interés tanto del sector aeronáutico como de las empresas constructoras.

¿No tiene la impresión de que en España solo se compite por ser los más baratos?

No podemos competir por ser los más baratos. Aunque la pandemia ha hecho ver los límites, y los costes de transporte en la actualidad han aumentado mucho, la economía sigue estando globalizada y van a existir siempre países más baratos. Por otra parte, me parece importante que mantengamos una capacidad industrial elevada y fabriquemos en España. Solo así evitaremos los efectos de futuras crisis.

¿Cómo contribuye la robótica a la generación de empleo?

Desarrollar y aplicar soluciones robóticas crea toda una cadena de valor, comenzando por la investigación, continuando por el desarrollo de prototipos de demostración, siguiendo por la prueba y aplicación en empresas e incluyendo, también, puestos de trabajo de técnicos especialistas en el mantenimiento de estos sistemas.

¿Qué hacer para retener el talento?

Ofrecer oportunidades en laboratorios competitivos y con puestos de trabajo con una remuneración competitiva. Entiendo que los recursos son limitados, pero no se puede apostar por todo en todas partes. Hay que seleccionar y dotar bien. Hay que hacer que los proyectos españoles tengan una financiación comparable a la que tienen en otros países europeos. Es también importante crear más oportunidades laborales en tareas de investigación y desarrollo en empresas, incluyendo las de tipo spin-off, con una normativa más flexible, similar a las de otros países, que favorezca el nacimiento y crecimiento de empresas rentables.

Sostiene que para ser relevante en investigación tecnológica es importante promocionar grupos grandes de investigación y evitar que se dividan, lo cual es muy frecuente. ¿Por qué?

Entiendo que en investigación teórica existan disciplinas en las que muy pocos investigadores puedan obtener resultados relevantes. Pero esto no es así en muchas disciplinas tecnológicas e investigación aplicada, como la nuestra, donde el tamaño es importante. Sin embargo, en España, siguen existiendo criterios que favorecen que se presenten proyectos pequeños, con pocos investigadores, no primando que se unan en proyectos más ambiciosos.

En muchos casos se reparte el escaso presupuesto en un número relativamente elevado de proyectos pequeños, e incluso se sigue considerando muy positivo que existan muchos grupos de investigación aunque sus resultados sean pobres y no puedan competir internacionalmente.

Es innegable que en investigación existe competencia internacional. Por tanto, creo que debería promocionarse que los investigadores se mantuvieran en unidades mayores que están demostrando éxitos para que sea más fácil seguir compitiendo y ganando, evitando la tradicional atomización que normalmente lleva a obtener resultados mucho peores que los que tenían en el grupo de investigación o entidad matriz.

Usted es el investigador español más citado en robótica y con más publicaciones del mundo en vehículos aéreos no tripulados, según Scopus. Sin embargo, ocupa parte de su tiempo en rellenar formularios y otros trámites burocráticos. ¿Cómo evitar estas disfunciones?

En realidad, las publicaciones y las citas son el resultado de un trabajo en equipo que juega un importante papel internacional. Pero tenemos que reconocer que nos alegra y es un gran impulso para nosotros contar con cinco de las 15 publicaciones más citadas del mundo en sistemas de múltiples vehículos aéreos no tripulados. En cuanto a los trámites burocráticos, una buena parte de esos formularios se deben a los controles administrativos y económicos. En Europa, los proyectos de investigación se evalúan por resultados y por la justificación de costes.

Como mencionaba anteriormente, en España dichos proyectos de investigación se evalúan fundamentalmente por las justificaciones administrativas de costes ignorando los resultados de investigación. Rellenar formularios, así como otras muchas tareas del personal administrativo propio y de auditores, consumen unos recursos cada vez mayores que deben de traerse de los de investigación. Se ha creado todo un sistema de inspectores en administraciones y empresas dedicadas a buscar fallos en la justificación para que se devuelvan con intereses las subvenciones a la investigación e innovación. Este no es el apoyo que necesita la investigación, ojalá algún día cambie, porque tenemos el talento para lograr grandes éxitos científicos y tecnológicos.

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