Ingenieros se inspiran en abejas para enseñarle a navegar a los drones

Posted on
Ingenieros se inspiran en abejas para enseñarle a navegar a los drones

Visualización de larga exposición del sistema de navegación del dron Bee-Nav basado en los principios de navegación de las abejas. / Universidad Tecnológica de Delft

Pequeños drones revoloteando entre cultivos, inspeccionando instalaciones industriales o llevando paquetes de un lugar a otro. El problema es que, aunque la tecnología de los drones avanza rápido, su capacidad para orientarse sigue teniendo una limitación importante. La mayoría necesita mucha memoria y potencia de cálculo para saber dónde está y cómo regresar, lo que los hace más pesados, caros y demandantes de energía.

Ahora, un grupo de investigadores de la Delft University of Technology encontró una solución inspirada en un experto inesperado en navegación, la abeja melífera.

El equipo desarrolló un sistema llamado Bee-Nav, una estrategia que imita la forma en que las abejas encuentran el camino de regreso a su colmena. Aunque estos insectos tienen cerebros diminutos, pueden recorrer largas distancias y volver a casa sin perderse. 

Dos pasos 

Las abejas combinan dos herramientas. La primera es una especie de “contador de pasos” que calcula cuánto han avanzado y en qué dirección. La segunda consiste en memorizar cómo se ve el entorno alrededor de lugares importantes. Gracias a esa combinación logran orientarse incluso cuando la primera herramienta acumula errores.

Los investigadores copiaron esta idea. Antes de comenzar una misión, el robot realiza un breve vuelo de aprendizaje cerca de su punto de partida. Durante ese recorrido toma imágenes panorámicas de los alrededores. Luego, una pequeña red neuronal aprende a usar esas imágenes para estimar la dirección y la distancia necesarias para regresar.

Lo sorprendente es lo poco que necesita para funcionar. En algunas pruebas bastó una red neuronal de apenas 3,4 kilobytes. En experimentos más amplios, el sistema completo utilizó solo 42 kilobytes de memoria, una cantidad diminuta para los estándares actuales.

Las pruebas fueron prometedoras. En espacios interiores grandes, los drones regresaron con éxito en todos los intentos. En exteriores, uno de ellos recorrió más de 600 metros y logró volver a su punto de origen. El viento redujo el rendimiento porque obligaba al dron a inclinarse y alteraba las imágenes que utilizaba para orientarse, pero aun así el sistema mantuvo una tasa de éxito cercana al 70 %. 

Aplicaciones

La tecnología podría tener aplicaciones muy prácticas. Por ejemplo, drones ligeros podrían vigilar invernaderos, detectar plagas o enfermedades en etapas tempranas y ayudar a mejorar la producción agrícola reduciendo desperdicios.

Además, el estudio no solo aporta una nueva herramienta para la robótica. También ofrece pistas sobre uno de los grandes misterios de la naturaleza, cómo unas pequeñas abejas son capaces de encontrar el camino de regreso a casa después de recorrer largas rutas por el mundo.