Robots aéreos con IA: los nuevos aliados para supervisar las líneas eléctricas

El objetivo: conseguir un aliado robótico que mejore las labores de inspección desde el aire de grandes infraestructuras, como la red eléctrica, que pueda realizar tareas de mantenimiento por sí mismo y ayudar a los trabajadores humanos para mejorar la seguridad de sus actuaciones. “En definitiva, ser uno más de la cuadrilla, pero con superpoderes”, afirma Jacob Rodríguez, responsable de Proyectos Financiados dentro de e-distribución, quien destaca otras de sus ventajas: reducir las emisiones de CO2 y los costes al servir de alternativa a las revisiones con helicóptero.

El proyecto, financiado con 8,6 millones de euros por la UE dentro del programa H2020 se lanzó a finales de 2019 y presenta ahora sus resultados. Han participado 15 socios europeos líderes en su sector entre empresas, centros tecnológicos y universidades coordinados por la Universidad de Sevilla de la mano del profesor Aníbal Ollero, director Científico del Centro Avanzado de Tecnologías Aeroespaciales, CATEC. Las infraestructuras de e-distribución, que gestiona 317.000 kilómetros de líneas aéreas en España, se han utilizado para probar la viabilidad de estos nuevos aliados para el trabajo en campo.

Aerial Core ha supuesto dar un paso más en la robótica aérea con el desarrollo de drones automatizados con funcionalidades hasta ahora no exploradas, un ejemplo de tecnología puesta al servicio de las personas para reducir al máximo los riesgos de los trabajos en altura. El proyecto ha hecho realidad el primer robot aéreo que integra capacidades cognitivas en la percepción del entorno y en el trabajo en equipo con múltiples robots aéreos. Se ha utilizado la inteligencia artificial y las técnicas de aprendizaje automático para su entrenamiento y se han integrado una serie de dispositivos y funcionalidades para mejorar y ampliar su rendimiento.

• La incorporación de cámaras de eventos mejora la navegación visual y la percepción del espacio, especialmente en malas condiciones de iluminación. Permiten procesar la información de forma autónoma para pedir al dron que modifique su vuelo o realice alguna maniobra.
• Modificación de la configuración de sus alas en vuelo: de ala fija a ala giratoria o a ala batiente, lo que permite adaptarse a entornos y funciones cambiantes. Así, es capaz de mantenerse sobrevolando un punto para inspecciones de detalle, o cambiar su configuración para volar más tiempo y durante más kilómetros, ya que el ala fija puede tener hasta 100 kilómetros de autonomía. También son capaces de aterrizar automáticamente, incluso sobre cables.
• Manipuladores aéreos duales con la capacidad de realizar manipulaciones en pleno vuelo. Estos componentes, los “brazos” del robot, se han probado para instalar dispositivos salva pájaros, colocados para evitar la electrocución de aves y aisladores en las líneas eléctricas. Y también para realizar actividades de operación y mantenimiento, como retirar un plástico enganchado a la línea eléctrica, una situación que puede producirse fácilmente en caso de temporal y que estos drones automatizados pueden resolver eliminando riesgos para los trabajadores.
• Recarga sobre la línea eléctrica: Gracias al desarrollo de una nueva tecnología para la recarga de baterías de las aeronaves con energía captada de las líneas eléctricas, el proyecto busca aumentar la duración de las inspecciones y de las misiones de mantenimiento. Un dispositivo normal aguanta 20 minutos en vuelo antes de tener que bajar a tierra para recargarse. Con este sistema, que ha supuesto desarrollar una estación de recarga que se autoinstala en las propias líneas y a la que el dron se conecta mediante un brazo articulado para cargarse, no es necesario que vuelva a la base y puede recorrer mayores distancias.
• Coworker: Para que el robot aéreo actúe como un aliado en los trabajos en campo mejorando la seguridad y eficiencia de los trabajadores humanos es necesaria una percepción y navegación visual robusta. El sistema de control de cada Aerial Co-worker (ACW) establece un alto grado de interacción cognitiva que permite interactuar con los humanos como si fuera uno de ellos.

Los dispositivos y funcionalidades de los robots aéreos se han probado en el Atlas Flight Center de Villacarrillo en Jaén, donde se ha podido medir su efectividad en condiciones reales tanto en las inspecciones de largo alcance como en las inspecciones precisas locales, que llegan a mostrar el detalle de áreas inferiores a dos milímetros. Las pruebas han permitido además realizar un mapeo 3D de la infraestructura eléctrica y el entorno que la rodea utilizando tecnología LIDAR y validar su capacidad para manipular elementos de la red con total seguridad.

“El objetivo ahora es utilizar estos nuevos aliados aéreos en las zonas autorizadas por el regulador para volar estos aparatos sin necesidad de mantener contacto visual, principalmente en zonas remotas, alejadas de los núcleos urbanos. Sin duda, pueden ayudarnos a trabajar de forma más eficiente y segura. Con Aerial Core se ha abierto un nuevo capítulo en la robótica que va a suponer grandes mejoras en el trabajo en campo”, concluye Rodríguez.

Todos los conocimientos adquiridos en este proyecto sobre robots aéreos con IA se siguen aplicando en otra iniciativa liderada por e-distribución, en el Parque Nacional y Natural de Doñana, en Huelva. En este proyecto de innovación tecnológica pionero en Europa, denominado RESISTO, plantea el desarrollo de un sistema de análisis predictivo ante eventos climáticos y otros fenómenos mediante del uso de inteligencia artificial, así como de sensores, cámaras térmicas de vigilancia y una flota de drones autónomos con las funcionalidades de los desarrollados en el proyecto Aerial Core.

El consorcio AERIAL-CORE está formado por 15 socios de nueve países: Ocho universidades europeas (Universidad de Sevilla, Universidad de Zurich, Universidad de Tesalónica, Universidad de Twente, EPFL, CTU Praga, Universidad de Zagreb y Universidad de Southern Dennmark), dos centros tecnológicos, el Centro Avanzado de Tecnologías Aeroespaciales (CATEC), CIRCE y cinco empresas innovadoras (VES, FUVEX, Terabee, CREATE y e-Distribución como validador del proyecto).