Crean redes de drones inteligentes contra incendios

La lucha contra los incendios, cada vez de mayor extensión y más frecuentes, ha tenido siempre un aliado en la tecnología a través de realidad aumentada, del uso de drones y de la inteligencia artificial. Pero hasta ahora rara vez se han combinado estas herramientas. Ahora, la Universidad Pompeu Fabra y la Universidad de California en Irvine (UCI) crearán un nuevo sistema tecnológico para desplegar redes de drones inteligentes en caso de incendio.

En California, en el 2020, se batió el récord histórico de hectáreas quemadas (más de 800.000 según datos oficiales) a raíz de la ola de calor del verano de aquel año, seguido del año 2021. En el caso de España, este año se han intensificado el impacto de los incendios, incluso antes de la temporada de verano. Entre enero y mayo de 2023, se han quemado 47.785 hectáreas por incendios forestales, frente a las 16.494 del mismo periodo de 2022, según el Ministerio de Transición Ecológica. Es decir, casi el triple de terreno. Los mayores incendios se han producido en las provincias de Cáceres, Asturias, Castellón y Lugo.

El proyecto de investigación, que finalizará el año que viene y está liderado por Àngel Lozano, de la Universitat Pompeu Fabra y Hamid Jafarkhani, de la UCI, plantea soluciones para automatizar el uso de drones en caso de incendio basándose en tecnologías wireless y en la inteligencia artificial (IA). ¿Por qué usar drones para controlar incendios? Por un lado ya se tiene un conocimiento gracias una experiencia previa: el incendio de la catedral de Notre-Dame de París de 2019. En aquella ocasión, las imágenes obtenidas por dron ayudaron a los equipos humanos a tomar muchas decisiones tácticas, claves para extinguir el fuego y reducir los daños. Desde entonces, se ha extendido el uso de drones equipados con cámaras fotográficas y rayos infrarrojos para diferentes objetivos, sobre todo la localización inicial de incendios forestales, la vigilancia en las operaciones de extinción, la inspección de lugares de difícil acceso y el seguimiento del perímetro y progresión del fuego.

Pero hay más ventajas. Por ejemplo, la facilidad y flexibilidad para desplegar los drones puede ser especialmente útil cuando se tenga que controlar el fuego en condiciones adversas (por la noche, cuando el humo resulta muy denso...) para evitar o minimizar los riesgos a los que se enfrentan los equipos de emergencia. Además, pueden tener un papel importante en la recogida de los datos necesarios para desarrollar modelos dinámicos para predecir el comportamiento del fuego.

Uno de los problemas a los que se enfrentan los expertos es que esta tecnología todavía tiene límites muy "cercanos", por así decirlo. Los drones se siguen activando manualmente y transmiten sus señales a una pantalla, que visualizan e interpretan los profesionales humanos. Además, funcionan de forma similar, es decir, no están integrados en una red ni coordinados con otros dispositivos. Asimismo, en caso de que se usen en incendios, la gestión manual de los drones es difícil, sobre todo a medida que el fuego se acerca a la localización de los equipos de emergencia. Esto supone algunos retos técnicos como la corta duración de su batería y su tiempo de vuelo limitado.

El proyecto de la UPF y la UCI quiere superar estas limitaciones y uno de sus principales retos es automatizar las trayectorias de los drones mientras se comunican con el centro de mando y control y los bomberos que trabajan sobre el terreno. El equipo también está trabajando para optimizar los algoritmos que determinan la trayectoria y el uso automático de los drones. “Estamos investigando cómo superar algunas de las limitaciones técnicas actuales de los drones vinculadas a su consumo de energía y su capacidad de batería o recarga, o buscando mecanismos que eviten su colisión con otros objetos o que sufran interferencias con otras señales de comunicaciones”, señala Lozano.

Con esta investigación, también se quiere facilitar que los drones aporten información sobre la localización inicial del fuego y otros datos de carácter preventivo, como las zonas habitadas o las infraestructuras próximas más próximas al foco del incendio.

En lo que a IA respecta, el sistema se basaría en una rama de esta tecnología denominada Reinforcement Learning: “estudiamos cómo los agentes inteligentes tendrán que tomar acciones en un entorno para maximizar la recompensa acumulada sujeta a determinadas limitaciones”, explica Jafarkhani. En este caso, los agentes son los drones, el entorno es el creado por el incendio forestal, la recompensa es la cantidad de información recogida sobre el incendio y las limitaciones incluyen todas las mencionadas anteriormente, principalmente la necesidad de recargas frecuentes de la batería.

A partir de esta técnica, se espera poder diseñar un sistema automatizado de drones para actuar en caso de incendio, en zonas forestales, urbanas o periurbanas, pero también en otros escenarios , u otras emergencias como aquellas provocadas por radiación, fugas de productos químicos o biológicos, fenómenos meteorológicos extremos, etc.