Para poder volar, despegar o aterrizar es fundamental que un aparato disponga de un sistema global de navegación por satélite (GNSS) preciso, o bien de sensores de percepción del entorno suficientemente fiables. Sin embargo, en ocasiones, las condiciones adversas impiden su uso. Si a ello se une que hay que tomar tierra en una superficie en movimiento, el proceso se complica aún más.

Para solucionar este problema, un equipo de investigadores de la Universidad de Sevilla, y el Centro Avanzado de Tecnologías Aeroespaciales (CATEC), ha desarrollado un sistema de aterrizaje de vehículos aéreos no tripulados (UAVs) como helicópteros y drones con múltiples rotores, en plataformas móviles, sin emplear navegación por satélite. Hasta ahora no ha existido una tecnología que permita que estos aparatos puedan tomar tierra en este tipo de superficies, de forma automática y sin usar un dispositivo de posicionamiento preciso. La seguridad, la observación o el auxilio de personas son algunos de los campos donde se puede implementar este método, que podría comercializarse en menos de un año.

Aterrizaje automático de un helicóptero no tripulado en plataforma móvil, en la instalación ATLAS de la Fundación Andaluza para el Desarrollo Aeroespacial.

El catedrático de Robótica de la Universidad de Sevilla, Aníbal Ollero, explica a la Fundación Descubre que se trata de un problema no resuelto: aterrizar vehículos aéreos no tripulados en un sitio relativamente pequeño de forma automática y con total seguridad, cuando es difícil o imposible hacerlo manualmente, aunque se esté moviendo de forma ostensible. Una plataforma marina con un espacio reducido para el aterrizaje es uno de los supuestos. “Si no se conoce el movimiento, como es el caso, hay que estimar de forma automática cómo es el movimiento de la plataforma con respecto al vehículo que va a aterrizar”, añade Ollero.

El objetivo es aterrizar de manera segura en plataformas móviles, sin utilizar un sistema global de navegación por satélite (GNSS) en ninguna etapa de la maniobra de aterrizaje, y con una precisión de un centímetro y un alto nivel de robustez. La posición relativa y la velocidad entre el vehículo aéreo y la plataforma de aterrizaje se calculan desde los ángulos de un cable que conecta físicamente el UAV y la plataforma de aterrizaje. El uso de este lazo también incorpora una serie de beneficios adicionales, como aumentar la precisión en el control de la altitud del UAV. Asimismo, el cable facilita el centrado del vehículo aéreo, justo encima de la posición de aterrizaje esperada, y aumenta su estabilidad después de entrar en contacto con la plataforma de aterrizaje. Además, el cable puede utilizarse también para suministrar energía al vehículo aéreo no tripulado.

El investigador de la US, Aníbal Ollero.

Los investigadores realizaron diversas pruebas en diferentes condiciones para medir su precisión y solidez, con un helicóptero no tripulado. Los resultados muestran que el sistema desarrollado permitió el aterrizaje de precisión utilizando solo sensores locales y que el helicóptero podría posarse en la plataforma de aterrizaje en múltiples trayectorias a diferentes velocidades.

Zonas marinas y terrestres

Según el experto, buscaban desarrollar técnicas de control y de estimación, que permitan posarse de forma automática, a un vehículo aéreo no tripulado de ala rotatoria, encima de una plataforma que se está moviendo, tanto en zonas marinas como terrestres. Aunque el proyecto se desarrolló experimentalmente en estos últimos espacios, se podría aplicar en embarcaciones sobre superficies de agua.

La tecnología ya es una realidad, aunque todavía no se ha explotado comercialmente. Las empresas que han participado en el proyecto, en el que también ha trabajado el profesor de la Universidad Pablo de Olavide, Manuel Béjar, están perfeccionando otros modelos donde se utiliza este conocimiento. “Aquí no se ha desarrollado un único sistema o prototipo, sino una tecnología y es posible explotarla en diferentes formas”, añade Aníbal Ollero. En este sentido, en un futuro podría lograrse que aeronaves más grandes se posaran sobre una superficie móvil encima de plataformas terrestres, evitando con ello tener que utilizar una pista fija.

Según Ollero, desde el punto de vista de su posible aplicación industrial no hace falta demasiado tiempo: “Podríamos estar hablando de meses. Se requieren algunos dispositivos que permitan adaptarlo a las plataformas en las que vayan a aterrizar. Pero sí, creo que podríamos decir que en menos de un año podrían generarse unos sistemas comerciales”.

Más información en #CienciaDirecta: Desarrollan un nuevo sistema de aterrizaje de helicópteros y drones no tripulados en plataformas móviles y sin GPS.