Coordinar varios drones para que vuelen juntos sin chocar es un problema que la robótica viene arrastrando desde hace años. La solución más habitual, hasta hace poco, era relativamente simple: una computadora central en tierra sigue la posición de cada dron y les va enviando órdenes, como un director de orquesta con la partitura completa delante. El problema es que ese enfoque necesita señal estable, cámaras externas o GPS preciso, algo que un bosque tupido, un túnel o una zona de desastre rara vez ofrece. El problema que nadie había resuelto fuera del laboratorio Un equipo de la Universidad de Zhejiang, en China, publicó en 2022 en la revista Science Robotics los resultados de un enjambre de diez microdrones capaz de volar de forma completamente autónoma y descentralizada a través de un bosque real, sin mapas previos del lugar ni ningún tipo de asistencia externa.
Según la roboticista Enrica Soria, del Instituto Federal Suizo de Tecnología de Lausana, que no participó del trabajo, era la primera vez que un enjambre de drones lograba volar al aire libre, en un entorno no estructurado, sin intervención humana durante el vuelo. Hasta ese momento, los enjambres de drones que se habían mostrado en público solían volar en espacios abiertos y despejados , o en escenarios donde la ubicación de cada obstáculo ya estaba cargada de antemano en el sistema. Lo nuevo acá fue sacar esa limitación de la ecuación: los drones tenían que entender un entorno desconocido en tiempo real, con toda la computación necesaria a bordo de cada aparato. Cómo hace un enjambre para no chocar consigo mismo © Nok Lek Travel Lifestyle Shutterstock Cada dron del experimento llevaba una cámara de profundidad, un sensor de altitud y una computadora de a bordo, todo lo necesario para percibir su entorno inmediato sin depender de una señal externa.
El aporte central del equipo no fue tanto el hardware, sino el algoritmo: un planificador de trayectorias que procesa localmente lo que cada dron ve , comparte esa información con el resto del enjambre y calcula, en fracciones de segundo, una ruta que evita obstáculos, mantiene distancia con los demás drones y optimiza el tiempo de vuelo entre dos puntos. Es una diferencia de fondo respecto de la coordinación centralizada: acá ningún dron tiene el mapa completo ni recibe órdenes de arriba. Cada uno negocia su trayectoria con el resto del grupo a partir de lo que percibe y de lo que sus compañeros le informan, algo mucho más parecido a cómo se mueve una bandada de aves que a una flota controlada desde una torre de control. De perseguir a una persona a mapear un bosque © Jason Mavrommatis Unsplash En las pruebas, el enjambre no solo esquivó el follaje: también demostró que podía perseguir a una persona en movimiento entre los árboles, manteniendo la formación mientras la trayectoria de su objetivo cambiaba de forma impredecible.
Es una demostración vistosa, pero el interés real de la tecnología está en aplicaciones bastante menos espectaculares: mapeo aéreo para conservación forestal , evaluación de daños después de un desastre natural, o inspección de zonas de difícil acceso donde mandar personas implica un riesgo. El propio equipo de Zhejiang, liderado por Fei Gao y Yanjun Cao en el laboratorio FAST, viene publicando desde 2021 una serie de trabajos sobre navegación descentralizada de enjambres en entornos con obstáculos, y ya extendió la técnica a otros escenarios, desde exploración con comunicación limitada hasta odometría conjunta basada en lidar. Por qué la autonomía a bordo importa más que la potencia individual El desafío técnico central de este tipo de sistemas no es lograr que un dron individual sea muy inteligente, sino lograr que muchos drones relativamente simples se coordinen bien entre sí sin perder agilidad. Cuantos más sensores y capacidad de cómputo lleva un dron, más pesado y menos maniobrable se vuelve, así que los equipos de investigación en robótica de enjambres buscan el punto justo entre percepción suficiente y liviandad.
La tendencia general del campo, más allá de este trabajo puntual, apunta a que los enjambres funcionen sin depender de infraestructura externa : ni estaciones base, ni cámaras de seguimiento montadas en el lugar, ni señal de GPS, que además puede fallar o degradarse en interiores, bosques densos, túneles o zonas urbanas con edificios altos. Esa independencia es justamente lo que abre la puerta a usar enjambres en los escenarios donde más se los necesita: los que son difíciles de mapear de antemano. Un campo de investigación que crece en todo el mundo La robótica de enjambres dejó de ser un tema de nicho. Grupos de investigación en Suiza, Estados Unidos y República Checa, entre otros, publican con regularidad avances sobre navegación colectiva sin comunicación externa, planificación de trayectorias en tiempo real y coordinación de enjambres bajo el agua o en terrenos irregulares.
Es un campo donde compiten universidades, laboratorios de robótica y empresas de tecnología, con aplicaciones que van de la agricultura de precisión a la detección temprana de incendios forestales mediante coordinación de múltiples drones. El bosque de bambú donde volaron los diez drones chinos fue apenas un banco de pruebas. Lo que ese experimento mostró es que un enjambre puede desenvolverse en un entorno real y desconocido sin depender de nada más que de sí mismo, un paso que buena parte de la robótica de enjambres todavía está tratando de replicar y perfeccionar.