Impresoras 3D que vuelan y trabajan en equipo como las abejas

Las abejas tienen la habilidad de saber su trabajo sin que nadie se lo diga. Se dividen para cuidar de las crías, mantener limpia la colmena y recoger polen para elaborar la miel en un alto nivel de sofisticación. La naturaleza enseña que es posible la construcción colectiva, escalable, robusta y adaptativa. Y la robótica ahora ha aprendido a aprovechar de propiedades similares.

Un estudio publicado hoy en Nature presenta una flota de drones que trabajan como abejas para construir y reparar en lugares de difícil acceso o peligrosos, como edificios altos. El equipo de investigadores de diferentes disciplinas y liderado por el profesor Mirko Kovac, director del Laboratorio de Robótica Rérea del Imperial College of London, ha llevado a los aires una tecnología que ya es ejecutada por robots estáticos: la de construir casas y reparar edificios. Son un nuevo escalón de impresoras 3D que han aprendido a volar, al menos a escala de laboratorio.

La flota de drones se divide en dos equipos: una formada por “drones constructores” (BuilDrones) que funcionan como las impresoras 3D al depositar el material de manera precisa. Y otra formada por “drones de escaneo” (ScanDrones) que monitorean la construcción y dan las indicaciones de lo que se debe hacer en seguida. De esta manera, trabajan de forma cooperativa, adaptando sus técnicas sobre la marcha.

El trabajo de garantizar la coordinación está a cargo de la inteligencia artificial. Esos drones son totalmente autónomos mientras vuelan y están supervisados por un controlador humano que comprueba el progreso e interviene si es necesario, basándose en la información proporcionada por la propia flota.

Para probar el concepto, los drones construyeron una estructura de dos metros con un material de espuma a base de poliuretano y otra de 18 centímetros con un tipo de cemento desarrollado específicamente para el experimento. A lo largo de la fabricación, los vehículos evaluaron la geometría impresa en tiempo real y adaptaron su comportamiento para asegurarse de que cumplían las especificaciones del proyecto, con una precisión de cinco milímetros en el caso de la estructura de cemento.

El profesor Kovac, una de las referencias mundiales en desarrollo de drones, sostiene que una gran novedad de esta investigación es el abordaje multidisciplinar al aplicar la Inteligencia Artificial Física: la práctica de crear sistemas físicos capaces de realizar tareas típicamente ejecutadas por organismos inteligentes. “Se trata de integrar los materiales, con los robots, con los controladores y con la arquitectura”, afirma.

Del laboratorio a la obra

El estudio presenta una ejecución a escala de laboratorio, pero en un futuro próximo este tipo de tecnología puede ayudar a reducir costes y sobre todo los riesgos en la construcción. “No pretendemos que esto sustituya a todos los constructores, pero si alcanzamos a un pequeño porcentaje de la industria, sería un gran avance”, subraya Kovac, que también es el jefe del Centro de Tecnología y Materiales de Robótica en el Instituto de Ciencia de Materiales Empa en Suiza. Actualmente, su equipo realiza trabajos experimentales con empresas del sector de reparación en Reino Unido.

Los vehículos áreos no tripulados inspirados en animales no son una novedad. Aníbal Ollero, conocido por ser el padre de los drones en España, ha desarrollado un tipo de aeronave inspirada en los pájaros que puede reducir el número de accidentes laborales de los operarios que realizan tareas de inspección de alto riesgo. El sevillano, que es asesor científico del Centro de Tecnologías Aeroespaciales (CATEC), explica que las aeronaves capaces de hacer montajes en sitios inaccesibles, medir la corrosión de tuberías, tocar puentes o un túnel para ver si existen grietas son una realidad. “Tenemos prototipos que se pueden hacerlo ya”, señala catedrático de la Universidad de Sevilla.

Según Ollero, la tecnología necesaria para que los drones sustituyan a los humanos en esas situaciones de riesgos, o incluso a los taxis y los repartidores de comida, ya está desarrollada; lo que hace falta es desarrollar normativas que permitan contemplarla. Para eso, se ha creado en Sevilla el Centro de Innovación UAVs (vehículos aéreos no tripulados por sus siglas en inglés) y Movilidad Aérea Urbana, que tiene como objetivo integrar todos los aspectos que implica tener a drones por los cielos de la ciudad.

Esto supone que los vehículos sean más seguros, que se integren el tráfico aéreo y también con la infraestructura de la ciudad. Y no menos importante, la aceptación social. “Hace falta que no hagan ruido y que respeten la privacidad. Las tecnologías, desde el punto de vista de desarrollo, están listas con distintos grados de madurez. En algunos casos, totalmente desarrolladas. Pero como es natural en el sector aeronáutico, antes de que pueda generalizarse su uso, hace falta que se contemple la seguridad desde todos los puntos de vista”, concluye Ollero.

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