La navegación basada en satélites es fundamental para la mayoría de los sistemas de posicionamiento modernos, pero no siempre es fiable, ya que encontramos situaciones en las que la señal no se encuentra disponible (cómo, por ejemplo, entre edificios muy altos), o bien esta puede ser interferida.
Esto último lo hemos visto especialmente en la guerra de Ucrania, con medidas y contramedidas por parte de ambos bandos para paliar las interferencias y conseguir que sus drones lleguen a los respectivos objetivos, mientras interfieren los drones enemigos.
Ahora, dos empresas se han unido para crear un sistema de navegación para drones que no dependa del GPS, fusionando tecnología de sensores neuromórficos con un sistema de navegación inercial (INS).
Los INS utilizan sensores como acelerómetros y giroscopios para rastrear la ubicación de un vehículo desde un punto de partida conocido. Sin embargo, pequeños errores de medición se acumulan con el tiempo y pueden provocar una deriva gradual en la precisión del posicionamiento.
Por su parte, los sistemas de navegación visual utilizan cámaras para escanear el terreno debajo de una aeronave y determinar su ubicación, pero esto requiere considerables recursos informáticos y de datos, lo que los hace inalcanzables para vehículos más pequeños y menos costosos.
NILEQ es una subsidiaria de la fabricante británica de misiles MBDA, con sede en Bristol, que produce un sistema de navegación visual de bajo consumo que utiliza cámaras neuromórficas. Este sistema se integrará con un INS basado en fibra óptica y desarrollado por Advanced Navigation en Sídney, Australia, para crear un sistema de posicionamiento que permita a drones de bajo coste navegar de manera fiable sin GPS.
Al seleccionar un sistema de navegación para un vehículo, siempre hay una compensación entre precio y rendimiento; por lo general, no tiene sentido instalar un INS de alta precisión y costoso en una plataforma de bajo coste como un dron, pero los más pequeños y económicos son más propensos a la deriva en el posicionamiento.
Un sistema de navegación visual puede proporcionar una solución al ofrecer al INS actualizaciones de posición de alta precisión a intervalos regulares, que puede usar para recalibrar su ubicación. Pero las cámaras de alta resolución utilizadas en estos sistemas generan grandes cantidades de datos, que deben compararse con una enorme base de datos de imágenes satelitales mediante algoritmos computacionalmente que requieren de grandes recursos de hardware. Integrar estos tipos de recursos computacionales en un vehículo pequeño y con limitaciones de energía como un dron no suele ser factible.
El sistema de NILEQ reduce significativamente los recursos necesarios para la navegación visual al utilizar una cámara neuromórfica. Inspiradas en el funcionamiento de la retina humana, estos dispositivos no capturan una serie de imágenes, sino que rastrean cambios en el brillo a través de los píxeles individuales del sensor. Esto genera muchos menos datos y opera a velocidades mucho más altas que una cámara convencional.
La empresa afirma que sus algoritmos propietarios procesan la salida de la cámara en tiempo real para crear una huella digital del terreno sobre el que el vehículo está pasando. Luego, esto se compara con una base de datos de huellas digitales de terreno generadas a partir de imágenes satelitales, que se almacena en el vehículo. El proceso de creación de estas huellas digitales comprime los datos, reduciendo suficientemente el tamaño de la base de datos cargada en la plataforma del vehículo, y facilitando también que buscar una huella en tiempo real requiera de un mínimo esfuerzo de computación.
Por otro lado, las cámaras neuromórficas actualmente no pueden operar utilizando infrarrojos, algo que, en el caso de encontrarse disponible, permitiría operaciones nocturnas. Sin embargo, las cámaras neuromórficas infrarrojas están en desarrollo y esta funcionalidad debería estar disponible en los próximos años.
Fusión de tecnologías para una navegación fiable
Las cámaras neuromórficas son más costosas que las convencionales, a menudo cuestan alrededor de mil dólares, pero esto se compensa por el hecho de que pueden combinarse con INS mucho más baratos.
Además de proporcionar el INS, Advanced Navigation utilizará su software de fusión de sensores impulsada por IA para combinar las salidas de las dos tecnologías y proporcionar una lectura de ubicación única y fiable que puede ser utilizada por el sistema de navegación de un dron de la misma manera que una señal GPS.
Ambas empresas planean comenzar las pruebas de vuelo del sistema de navegación combinado a finales de este año, con el objetivo de poner el producto en manos de los clientes para mediados de 2025.