Investigadores de Inria Nancy-Gran Este han desarrollado un innovador sistema de drones que puede volar de forma segura en espacios angostos y oscuros como conductos de aire. Utilizan inteligencia artificial para superar las extremas turbulencias que se generan en estos entornos confinados.
Los conductos de aire están presentes en todos los edificios modernos y redes subterráneas, pero son difíciles de acceder para su inspección debido a sus reducidas dimensiones y su incapacidad para soportar el peso humano, impidiendo realizar intervenciones esenciales para mantener la calidad del aire, la calefacción y el aire acondicionado.
Los pequeños drones cuadricópteros ofrecen una posible solución. Pueden navegar tanto por secciones horizontales como verticales, pero generan corrientes de aire que recirculan dentro del conducto y desestabilizan el dron. Esto genera importantes turbulencias en un entorno con poco margen de error.
El equipo dirigido por el investigador sénior Jean-Baptiste Mouret y el estudiante de doctorado Thomas Martin del proyecto HUCEBOT primero investigó cómo circula el aire según la posición del dron en el conducto. Utilizaron un brazo robótico y un sensor de fuerza/par para medir las fuerzas en cientos de posiciones.
Este primer "mapa" de fuerzas muestra un patrón aerodinámico complejo y permite identificar las zonas "inseguras" de los conductos circulares, donde la recirculación del aire empuja al dron hacia las paredes, y una posición más segura donde las fuerzas de recirculación se compensan mutuamente.
Para mantener su posición en el punto recomendado, el dron necesita conocer su posición actual en un entorno generalmente oscuro y sin señales visuales. El equipo combinó pequeños láseres e inteligencia artificial mediante una red neuronal entrenada con datos de captura de movimiento para permitir que el pequeño dron se mantuviera en la posición con mínimas turbulencias.
Esta innovación le permite volar de forma más segura y estable en condiciones que antes eran imposibles para dispositivos no tripulados. Abre nuevas y prometedoras áreas de aplicación para los drones en la inspección industrial y la seguridad pública.
El siguiente paso es desarrollar un prototipo más orientado a la aplicación con cargas útiles específicas, como cámaras, cámaras térmicas o sensores de gas, que permitirían realizar inspecciones detalladas de la infraestructura sin riesgo humano.
Este estudio representa una colaboración a gran escala entre múltiples instituciones francesas. Incluye el CNRS, la Universidad de Lorena, la Universidad de Aix-Marsella e Inria, y fue publicado en la revista npj Robotics.
