Reincidente 149

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DRONES. ROBOTS VOLADORES Jaime Cid Monjaraz Fernando Reyes Cortés

LA EMPATÍA COMO POTENCIALIZADOR DE REDES COMUNITARIAS Máximo Rayón Otero

Año VIII, Número 149, 1ra. quincena de agosto de 2017

PROGRAMA DE ARTISTAS URBANOS Zvezda Ninel Castillo Romero

VENEZUELA, LA NUEVA BATALLA POR LA LEGITIMIDAD Carlos Figueroa Ibarra DESDE LA FACULTAD Mariano Torres Bautista

POLICULT VEINTINUEVE Jorge Meléndez Preciado

ENGAÑO Enrique Condés Lara

DE PLANTAS Y ANIMALES Cecilia Vázquez Ahumada

REINCIGRAMA Fernando Contreras

AQUÍ, PUROS CUENTOS Paco Rubín

ARITMOMANÍA Gabriela Breña

VI SEMINARIO INTERNACIONAL TICCIH MÉXICO

Jaime Cid Monjaraz* Fernando Reyes Cortés**

Desde sus inicios, la humanidad ha contemplado a las aves y admirado su vuelo. Muchos analizaron la forma de agitar sus alas tratando de emularlas, también estudiaron como está estructurado su cuerpo, las proporciones más adecuadas para poder volar.

L

eonardo Da Vinci realizó estudios e ideas que dio a conocer a través de modelos e incluso propuso artefactos para poder volar, sin mucho éxito para su época. La historia de la aviación es conocida, se sabía con detalle cómo poder volar, pero poder controlar un vehículo aéreo, aunque fuera por un humano, era lo difícil hasta que los hermanos Wright lo hicieron posible en 1903. Otra historia es la de los vehículos aéreos sin un piloto humano. El Instituto Americano de la Aeronáutica y de la Astronáutica (AIAA) define un vehículo aéreo no tripulado como: “Un avión que es diseñado o modificado para no cargar a un piloto humano y que es operado a través de una entrada electrónica por un controlador de vuelo”. Los Drones han ido en aumento de forma constante durante los últimos años. Actualmente conectan una amplia gama de temas tales como los sistemas de control, la visión artificial, fusión de sensores e inteligencia artificial, comunicaciones, procesadores de bajo costo, a la vez que son, también, ligeros y de alta eficiencia energética. Existen varias maneras de clasificar a los vehículos aéreos no tripulados (UAV; Unmanned Aerial Vehicles). Por la clase de misión que realizan se agrupan en seis tipos: simulación de blancos, reconocimiento de terreno, combate, logística, investigación y desarrollo. Por su arranque se puede identificar los de despegue vertical, como helicópteros, multicópteros o multirotores y dirigibles; además, los de despegue horizontal, como parapentes y aeroplanos, también conocidos como de ala fija. También pueden clasificarse de acuerdo a su configuración física en: ala fija, ala rotatoria, ala batiente y dirigibles, además se pueden realizar combinaciones de las distintas características físicas y generar diferentes configuraciones para los UAVs. Muchos no se dan cuenta de que la historia de los UAVs comenzó hace casi un siglo, y que la era moderna de UAVs se remonta casi cuatro décadas. A menudo pasa desapercibido que el desarrollo de UAVs y su empleo está siendo perseguido por muchos países en todo el mundo. La tecnología de los UAVs impulsada inicialmente por el uso militar, ahora ha tenido un gran auge en la sociedad civil, que ha sido capaz de crear el hardware necesario para llevar a cabo la tarea de control de vuelo, aunado a que los desarrollos tecnológicos son más económicos que los grandes avances aeronáuticos de uso militar. Existen cerca de 50 países fabricantes de vehículos aéreos no tripulados y en el mundo hay unas 1600 plataformas referenciadas quer han dado lugar a los UAVs o Drones para aplicaciones civiles, que tienen la capacidad de despegue/aterrizaje vertical y pueden mantenerse en vuelo estacionario. La etimología de drone viene de dran o dræn y en inglés significa zángano. Su origen fue para refe* Reincidente no incluye sección de Sociales

rirse a vehículos aéreos no tripulados, en relación al término que describía una abeja macho que se caracteriza por no tener aguijón, no realizar ningún trabajo, no producir miel y cuyo único objetivo es aparearse con la abeja reina. Por ello es que existe como una traducción del drone la palabra zumbido. También se menciona que en 1935 William H. Standley vio una demostración británica de nuevos aviones de control remoto de la Royal Navy, el DH 82B Queen Bee,(Abeja Reina). Se fabricaron aproximadamente 400 Abejas Reinas, construidas para servir como objetivos a distancia para la artillería de la costa británica. Al volver a Estados Unidos, Standley encargó al Comandante Delmer Fahrney desarrollar algo similar para la armada. Fahrney adoptó el nombre ‘Drone’ para referirse a estos aviones “en homenaje a la Abeja Reina”, un avión no tripulado que sólo podía funcionar cuando está controlado por un operador en el suelo o en un plano “madre”. La División de Defensa y Seguridad CASSIDIAN del Grupo Airbus, que es una corporación industrial registrada en los Países Bajos y es una de las más importantes de la Unión Europea dentro del segmento de negocio de la aviación y el espacio, mencionó que el Dron es un “robot volador” controlado para desarrollar una determinada misión, con unos instrumentos adecuados para transportar una carga a una determinada distancia, durante un tiempo fijado con autonomía. Es un conjunto o sistema de sistemas. Los drones civiles más comunes son los cuadricópteros, que es una clase de aeronave no tripulada formada por cuatro rotores, cada uno de los cuales está ubicado en las extremidades de una estructura en forma de cruz. Es parecido a un helicóptero ya que puede descender en terrenos de difícil acceso y no requiere de una pista de despegue, aunque la elevación y el empuje lo realiza con cuatro hélices en vez de una, pero a diferencia de los vehículos de ala fija como los aviones estas hélices están orientadas verticalmente. Los drones, dependiendo de dónde reciban la información, se pueden clasificar en autónomos y por radiocontrol. Los primeros obedecen una orden programada y la ejecutan; los segundos ejecutan la orden siempre y cuando alguien los controle todo el tiempo mediante un dispositivo de radio-control. Los drones se desarrollan hoy para realizar tareas más exigentes, requieren autonomía con un mayor rendimiento y capacidades. El modelado y la síntesis de control no lineal han sido herramientas esenciales para estabilizar la orientación utilizando datos de una Unidad de Medición Inercial IMU (Inertial Measurement Unit), la cual es un dispositivo electrónico que mide e informa acerca de la velocidad, orientación y fuerzas gravitacionales usando una combinación de acelerómetros y giroscopios.

Los drones en general son sistemas subactuados, es decir vehículos con menos entradas de control independientes (cuatro en el caso de los cuadricópteros) que grados de libertad a controlar (6 grados de libertad en total, de los cuales 3 son de posicionamiento y 3 de orientación), esto hace que dichos sistemas sean difíciles de controlar. La aplicación de los drones civiles se está diversificando muchísimo y la recreativa es una de ellas, pero también los vemos en la agricultura para hacer inspección de sembradíos; se pueden encontrar en situaciones de emergencia para llevar equipo médico a una zona de desastre; haciendo reconocimientos de espacios y áreas; en el control de incendios forestales; transporte de mercancías, incluso peligrosas; en investigaciones arqueológicas; en sistemas de seguridad con la vigilancia remota, etc. En todos los países están aprobándose regulaciones para el uso de los drones. En México es la Dirección General de Aeronáutica Civil que depende de la Secretaría de Comunicaciones y Transportes, la que establece los requerimientos para operar un sistema de aeronave pilotada a distancia (RPAS). Desde el 8 de abril de 2015 establece tres denominaciones: las menores de 2 kg. llamadas micro, las de más de 2 Kg y hasta 25 Kg., como ligero, y las de más de 25 Kg. como pesado. En la categoría micro no se requiere tener una autorización específica de la dependencia, pero se limita a una altitud de 122 metros y la aeronave no debe de alejarse más de 457 metros de distancia horizontal del piloto de mando; asimismo, el drone debe de estar fabricado en todos sus componentes de materiales frágiles que se rompan, distorsionen o cedan al impacto con el fin de representar un riesgo mínimo para cualquier persona y es necesario que tenga una tabla de velocidad de operación máxima según el peso del despegue. Según la Unión Europea, la industria de los drones se hará con el 10% del mercado aeronáutico en la década 2016-2026. Esto supondrá unos 15,000 millones de euros anuales. El valor de mercado de los UAV o drones de uso civil, a nivel mundial, se cifró en torno a los 500 millones de dólares en 2014. Está previsto que esta cifra se incremente hasta los 2,000 millones de dólares en 2018. Otras fuentes estiman que el valor de los UAV pequeños (con peso inferior a 20 kg) sobrepasará los 8.400 millones de dólares en 2019, cuando el uso comercial de esta tecnología seguramente dominará el mercado. De los 8,400 millones, 5,1 corresponderán a drones de uso civil. * Doctor en Ingeniería Mecatrónica por la Universidad Popular Autónoma del Estado de Puebla. ** Doctor en Electrónica y Comunicaciones por el Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada.


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