Los drones han avanzado mucho: no solo pueden viajar más lejos y más rápido, sino que también pueden hacer mucho más, lo que requiere un conjunto cada vez más diverso de componentes electrónicos para volar y llevar a cabo sus funciones.
La memoria, el almacenamiento de datos, el control del motor e incluso la inteligencia artificial y el aprendizaje automático incorporados son necesarios para que los drones desempeñen funciones en diferentes casos de uso, como la seguridad y el ejército, la agricultura, la primera respuesta y las aplicaciones médicas y, por supuesto, hacer entregas. Se espera que el tamaño del mercado de servicios de drones crezca hasta los 63 600 millones de dólares en 2025, habiendo experimentado un crecimiento sustancial en los últimos años.
La evolución de los componentes electrónicos y de la tecnología de semiconductores está muy ligada a los futuros avances en la tecnología de los drones y al desarrollo de más casos de uso.
El tráfico de drones llegó a un punto de inflexión
Para ser precisos en la historia, el concepto de dron se remonta a 1839, cuando los soldados austriacos atacaron Venecia con globos no tripulados llenos de explosivos.
Los primeros ejemplos del dron moderno actual, también conocido como vehículo aéreo no tripulado, fueron también de naturaleza militar cuando comenzó la guerra significativa de drones en 1982. Los usos militares actuales de los drones incluyen ataques con armas contra objetivos, así como la interferencia de las comunicaciones, para buscar la posición de un enemigo, e incluso para actuar como señuelo para evitar la pérdida de vidas de los pilotos.
Los avances en el desarrollo de drones para aplicaciones militares han contribuido a la evolución y el crecimiento de los drones comerciales, que empezaron a tener un uso más generalizado en las dos últimas décadas, lo que llevó a la Autoridad Federal de Aviación (FAA) a empezar a exigir permisos en 2006. Pasó un tiempo antes de que aparecieran tantos, pero en 2013, Amazon anunció que estaba probando la idea de utilizar drones para el reparto, y en 2016, la FAA emitía permisos por miles.
Los últimos cinco años marcaron un punto de inflexión para la tecnología de los drones, ya que cada vez más empresas buscan fabricarlos y venderlos, y otras los implementan para una amplia gama de finalidades.
Las entregas con drones son solo el comienzo
Que Amazon fuera uno de los primeros en utilizar los drones con fines comerciales para el reparto no debería sorprender, pero el transporte de mercancías es solo una de las muchas aplicaciones de la tecnología de los drones.
La introducción de la entrega con drones de Amazon Prime Air en el verano de 2020 vino precedida por la empresa de comercio electrónico con sede en China JD.com, que comenzó a utilizar drones para llegar a los clientes en las regiones de difícil acceso del país en 2016. Aprobado por la FAA en 2019, Flight Forward de UPS fue el primer servicio de drones que operó como aerolínea comercial. También se pueden encontrar servicios comerciales de entrega con drones en Australia y Europa. Además de utilizarse para entregar paquetes a los clientes, los drones se están utilizando en los almacenes como parte de un despliegue más amplio de robots autónomos para ayudar a escanear el inventario, en particular las zonas de difícil acceso, sin la guía de láseres o marcadores.
Una ventaja común en muchos casos de uso de los drones es que pueden llegar a lugares donde no es seguro o accesible para las personas, en especial durante emergencias y desastres. Los drones ahora se utilizan para predecir la respuesta a los desastres. Equipados con detección térmica, pueden detectar las firmas de calor para guiar a los primeros intervinientes hacia los focos de incendio o utilizarse para la búsqueda y el rescate, ya que permiten detectar a las personas en apuros, incluso cuando están atrapadas bajo los escombros tras un terremoto. Los drones también se pueden utilizar para entregar suministros médicos en zonas remotas o inaccesibles debido a una catástrofe natural como un huracán o una inundación. También se pueden utilizar como alternativa transitoria a las infraestructuras de comunicación interrumpidas.
Entre los usos menos drásticos de los drones se encuentran los entornos agrícolas para reducir la necesidad de que los agricultores inspeccionen con regularidad los cultivos repartidos en enormes extensiones de terreno. Los drones se pueden utilizar para vigilar el ganado y detectar animales heridos o desaparecidos, y pueden crear mapas en 3D del terreno para ayudar a comprender mejor la calidad del suelo e identificar las deficiencias de nutrientes o las zonas muertas. Los drones se pueden utilizar incluso para plantar semillas, rociar cultivos y controlar el riego.
Tanto si se trata de una aplicación agrícola como de cualquier otra, hay numerosos componentes electrónicos necesarios para respaldar sus funciones, como la memoria, los procesadores, los controles de motor, los sensores y las capacidades de red.
La visión y la dirección dependen de los sensores
Los componentes más esenciales de cualquier dron son los sensores, ya que son necesarios para un vuelo de precisión, así como muchas de las capacidades requeridas para muchos de los casos de uso actuales.
Un sensor de detección de presión barométrica permite a un dron estabilizar su altitud y planear cuando es necesario, por ejemplo, cuando se toman fotografías o videos. Para aplicaciones como la fumigación de cultivos, un sensor de presión diferencial proporciona los datos atmosféricos necesarios para mantener una velocidad constante y distribuir de manera uniforme un pesticida. Algunos sensores de drones son pasivos y recopilan información presente en el ambiente, como el reflejo de la luz en los objetos o el ruido de los objetos aéreos, incluidos los motores de los aviones.
Entre los sensores más activos que utilizan los drones se encuentra el radar, que proyecta ondas de radio y escucha el reflejo de la energía para determinar los atributos de posición y velocidad del objeto detectado. LiDAR se basa en la luz, que proyecta láseres que se reflejan en los objetos circundantes. Los drones utilizan el LiDAR para la navegación, al igual que lo hace un vehículo autónomo para la conducción. Otros sensores incluyen cámaras reales para tomar fotos aéreas y grabar videos de alta resolución.
Cualquiera que sea el tipo, los sensores recopilan datos que deben almacenarse, procesarse y transmitirse. A medida que los casos de uso avanzan y se hacen más complejos, el contenido electrónico de los drones es cada vez más denso.
Los drones se están convirtiendo en el nuevo vehículo autónomo
Al igual que los vehículos modernos que circulan por la carretera, la diversidad de datos que recolecta un dron crea desafíos para su almacenamiento. Gran parte de ella es en forma de fotos y videos, que no solo se deben almacenar dentro del vehículo durante un tiempo, sino que también se deben descargar para analizarlos.
Es necesario que el dron tenga una capacidad de almacenamiento adecuada, sobre todo si recoge videos de alta resolución. Este almacenamiento de datos debe tener características de seguridad, puesto que, en esencia, el dron es un punto final conectado, lo que significa que puede hackearse mientras almacena datos o los envía. El grado de inteligencia del dron también determina el volumen de almacenamiento que necesita. Los drones actuales son capaces de procesar lo que ven e informar en tiempo real, en lugar de limitarse a enviar datos en bruto para analizarlos a posteriori. Un dron de tareas sencillas puede necesitar solo una tarjeta SD extraíble, pero algunas aplicaciones podrían requerir un SSD completo.
Las responsabilidades cada vez más complejas de los drones también ejercen presión sobre la memoria y el procesamiento. Al igual que un dispositivo de Internet de las cosas, los casos de uso del dron dictan las especificaciones de memoria, procesador y tarjeta de video necesarias. Tanto la memoria NAND como la NOR son opciones viables, tanto para el almacenamiento como para el procesamiento incorporados, mientras que la DRAM de bajo consumo también será necesaria para los drones que realicen IA y análisis en tiempo real.
Todos los datos recopilados por un dron se deben transferir a una ubicación central. Aunque algunas aplicaciones pueden conformarse con esperar hasta después del aterrizaje para la transferencia de datos, una conectividad sólida y segura es necesaria en los drones aunque solo sea para un pilotaje preciso y seguro. La conexión a través de 5G permitirá a los drones desplazarse de forma autónoma y admitir programas avanzados de análisis e inteligencia artificial mediante el procesamiento de grandes cantidades de datos en tiempo casi real sobre el terreno.
Al igual que los vehículos modernos en la carretera, el futuro del dron podría transformarlo en un pequeño servidor en el cielo que puede tomar decisiones y prestar apoyo a los servicios de misión crítica y a las ciudades inteligentes como parte de una infraestructura de computación periférica más amplia.