Desde cuevas estrechas hasta el bosque nocturno: el dron SUPER corta el aire a 72 km/h

Un grupo de ingenieros de la Universidad de Hong Kong ha presentado el vehículo aéreo no tripulado SUPER , capaz de maniobrar en entornos desconocidos a velocidades inimaginables. SUPER reacciona instantáneamente a los obstáculos gracias a un sistema de percepción inteligente y algoritmos basados en IA. Los científicos consideran esto un paso importante hacia el futuro: su desarrollo ya está listo para salir del laboratorio y enfrentarse a tareas reales.

Los diseñadores han equipado a SUPER con un escáner tridimensional ligero que detecta con precisión los obstáculos a gran distancia. Un sistema de planificación incorporado traza las trayectorias de vuelo directamente a partir de la nube de puntos del sensor, lo que garantiza la seguridad incluso a velocidades máximas. Los ingenieros han prestado especial atención a la miniaturización de todos los elementos para preservar su maniobrabilidad.

En cada recálculo de la ruta, el sistema genera dos trayectorias: una segura para espacios claramente despejados y otra de alta velocidad para todas las demás zonas. La computadora de a bordo cambia dinámicamente entre ellas, eligiendo el momento óptimo para la transición. Gracias a esto, la tasa de fallos se ha reducido 35,9 veces y el tiempo de cálculo se ha reducido a la mitad. Como resultado, SUPER alcanza velocidades superiores a 20 metros por segundo, esquivando con confianza grandes objetos y ramas delgadas en pasajes estrechos.

La naturaleza ha encontrado desde hace tiempo la solución perfecta: las aves vuelan con destreza a través de densos matorrales sin chocar con nada y manejando cualquier giro brusco. Los ingenieros intentan replicar este milagro en sistemas no tripulados, especialmente en aquellos destinados a operaciones de rescate. Sin embargo, hasta ahora todo se había topado con una contradicción simple: cuanto mayor es la velocidad, más peligroso es el vuelo.

Intentos anteriores de resolver este problema no han tenido éxito. Algunos desarrolladores precalculaban rutas o utilizaban aprendizaje automático, pero sus drones solo podían volar en trayectorias conocidas. Otros priorizaban la seguridad, permitiendo vuelos únicamente en zonas verificadas o haciendo que los dispositivos se detuvieran ante cada obstáculo.

Los ingenieros de Hong Kong han tomado un camino diferente. Su dron calcula dos rutas simultáneamente: una segura y otra de alta velocidad. Aunque requiere más cálculos, el aparato puede volar al máximo de su velocidad y siempre tiene una ruta de escape.

La mayoría de los microvehículos aéreos dependen de cámaras, que sufren desenfoques en movimiento, tienen un campo de visión limitado y enfrentan dificultades en la oscuridad. SUPER ha superado estas limitaciones gracias a un liviano lidar tridimensional y un sistema de navegación optimizado. Su escáner genera una imagen volumétrica precisa del entorno en cualquier condición de iluminación.

El dron avanza a 20 metros por segundo a través de una zona de obstáculos sin tocar nada. En entornos forestales, sortea troncos, ramas y otras barreras con gran destreza, sin perder de vista su objetivo en movimiento, como una persona.

Los drones convencionales con escáneres solían ser grandes y pesados debido a sensores voluminosos y costosos. SUPER ha roto este estereotipo: su estructura ligera y el compacto Livox MID360 han permitido alcanzar una excelente relación entre empuje y peso. Los ingenieros también han trabajado en la aerodinámica del fuselaje para minimizar la resistencia del aire a altas velocidades.

En lugar de construir mapas detallados del entorno, el sistema localiza rápidamente las zonas libres a partir de la nube de puntos, lo que requiere solo de 1 a 5 milisegundos. Para el cálculo de trayectorias, se utilizan métodos más simples y rápidos que en versiones anteriores, reduciendo la carga del procesador y aumentando la fiabilidad del vuelo.

La computadora de a bordo monitorea constantemente los sensores y actualiza el mapa del entorno. Gracias a esto, el dron detecta de inmediato nuevos obstáculos y ajusta su rumbo en consecuencia. Incluso en espacios reducidos, encuentra la mejor ruta posible.

Gracias a la odometría lidar-inercial, el aparato no depende de la navegación satelital y puede operar con total confianza en interiores, cuevas y otros entornos sin señal GPS.

Los ingenieros creen que con escáneres más ligeros y de mayor alcance, su dron podrá maniobrar aún mejor en espacios reducidos. Ya están mejorando su aerodinámica y entrenando el sistema para predecir la trayectoria de objetos en movimiento, lo que hará los vuelos aún más seguros.

SUPER será útil en cualquier escenario: desde la inspección de infraestructuras industriales hasta la búsqueda de personas atrapadas bajo escombros. Su mayor ventaja es la capacidad de operar con seguridad en cualquier entorno desconocido.