Investigadores del MIT y la Universidad de Pensilvania han desarrollado MIGHTY, un sistema de planificación de trayectorias que permite a drones evitar obstáculos en tiempo real, optimizando el tiempo de viaje y mejorando su eficacia en misiones de rescate y entrega.
Investigadores del MIT y de la Universidad de Pennsylvania han desarrollado un innovador sistema de planificación de trayectorias que permite a vehículos aéreos no tripulados (UAV) reaccionar rápidamente ante obstáculos, optimizando al mismo tiempo su trayectoria para minimizar el tiempo de viaje. Este avance podría ser crucial en situaciones de emergencia, como en la recuperación tras desastres naturales o en la entrega de paquetes.
En situaciones críticas, como las que siguen a un terremoto devastador, los UAVs pueden ser fundamentales para mapear áreas colapsadas y proporcionar información vital a los equipos de rescate. Sin embargo, la navegación autónoma presenta desafíos significativos, ya que estos vehículos deben ajustar su trayectoria rápidamente para esquivar obstáculos inesperados mientras mantienen un rumbo seguro.
El nuevo sistema, denominado MIGHTY, destaca por su capacidad para generar trayectorias suaves que son más rápidas y menos intensivas computacionalmente que otros métodos existentes. Esto se logra mediante una formulación matemática innovadora que permite al UAV reaccionar a los obstáculos en milisegundos, asegurando una ruta eficiente hacia su destino.
MIGHTY es un sistema de código abierto que no requiere software propietario costoso, lo que facilita su implementación en diversas aplicaciones del mundo real. Entre sus posibles usos se encuentran:
Kota Kondo, estudiante graduado y autor principal del estudio sobre MIGHTY, enfatiza que este sistema democratiza la planificación de trayectorias al eliminar barreras económicas. La investigación ha sido publicada en IEEE Robotics and Automation Letters.
Kondo comparte su motivación personal detrás del desarrollo de tecnologías robóticas: inspirado por el accidente nuclear de Fukushima, busca crear robots autónomos capaces de operar en entornos peligrosos, protegiendo así a los seres humanos. El desafío radica en diseñar planificadores de trayectorias efectivos que superen las limitaciones impuestas por sistemas existentes.
A diferencia de muchos sistemas que dependen de estimaciones fijas del tiempo de viaje, MIGHTY utiliza una técnica matemática llamada spline Hermite. Esta metodología permite optimizar simultáneamente tanto el tiempo como la trayectoria, generando resultados más precisos. Además, MIGHTY refina continuamente su trayectoria inicial utilizando datos obtenidos por sensores lidar durante el vuelo.
Las pruebas simuladas han demostrado que MIGHTY puede alcanzar destinos aproximadamente un 15% más rápido que sus competidores mientras utiliza solo el 90% del tiempo computacional requerido por métodos avanzados. En experimentos reales, logró velocidades de hasta 6.7 metros por segundo sin chocar con obstáculos.
A medida que avanza la investigación, los científicos planean mejorar MIGHTY para controlar múltiples UAVs simultáneamente y realizar más experimentos en entornos complejos. Este enfoque integral representa un avance significativo en la navegación robótica ágil y abre nuevas posibilidades para aplicaciones futuras.
MIGHTY es un sistema de planificación de trayectorias de código abierto desarrollado por investigadores del MIT y la Universidad de Pensilvania. Mejora la planificación al generar rápidamente trayectorias suaves que minimizan el tiempo de viaje y evitan obstáculos, permitiendo a los UAVs reaccionar en tiempo real a situaciones cambiantes.
Además de su uso en búsqueda y rescate tras desastres, MIGHTY puede aplicarse en la entrega de paquetes en áreas urbanas, donde los UAVs deben esquivar edificios, cables y personas, así como en inspecciones industriales de estructuras complejas como turbinas eólicas.
A diferencia de muchos sistemas comerciales que son costosos y limitados en su rendimiento, MIGHTY es accesible ya que no requiere software propietario. Además, logra un rendimiento comparable o superior utilizando herramientas de código abierto, lo que democratiza el acceso a la planificación avanzada de trayectorias.
MIGHTY utiliza una técnica matemática llamada spline de Hermite que permite optimizar simultáneamente el tiempo de viaje y la trayectoria. Esto resulta en trayectorias más suaves y controlables, mejorando la capacidad del UAV para evitar obstáculos mientras mantiene una velocidad adecuada.