Aviones inteligentes

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Aviones inteligentes
Aviones inteligentes
El presente y futuro de la aviación militar y comercial
Jeffrey Toquero Gabuat
Ulises Ojeda Ogando
Ingeniería de Telecomunicación
Universidad Carlos III de Madrid
Avda. de la Universidad, 30
28911, Leganés (Madrid-España)
Ingeniería de Telecomunicación
Universidad Carlos III de Madrid
Avda. de la Universidad, 30
28911, Leganés (Madrid-España)
[email protected]
[email protected]
RESUMEN
El concepto de inteligencia en la aviación es uno de los temas más
tratados en la aviación militar. En 1977 la película “Star Wars
episodio IV: Una nueva esperanza” dio un giro importante a este
mundillo puesto que de esta podría decirse que se han sacado las
bases de la inteligencia artificial en la aeronáutica.
altos cargos del ámbito militar y científicos, que para los propios
pilotos que son entre comillas, los más afectados con este tema,
siempre y cuando estos aviones inteligentes no sean autónomos.
El presente documento tratará de dar a conocer la historia de la
aviación hasta llegar a la aviación moderna e inteligente que se
está desarrollando en estas últimas décadas.
Descripción de categorías y temas
[UAV]: UAV (Unmanned Aerial Vehicle) es la terminología para
designar a un vehículo aéreo no tripulado.
[UCAV]: UCAV (Unmanned Combat Air Vehicle) es la
terminología para designar a un vehículo aéreo de combate no
tripulado.
Términos generales
Avión, aviación, Inteligencia Artificial, UAV, UCAV.
Palabras clave
Avión inteligente, aviación militar.
1. INTRODUCCIÓN
La idea de que en un futuro no muy lejano encontremos aviones
que sean capaces de controlar por si solos el mecanismo de un
avión sin la necesidad de que un piloto humano sea quien maneje
este complejo sistema. Aeronaves como las de Star Wars, son un
ejemplo de los sueños del hombre por conseguir aviones
inteligentes que ayuden tanto en el ámbito militar como en el
general. Es verdad que se ha seguido más por el camino militar
que por el general. Si bien observamos en Star Wars que la
mayoría de aeronaves que se utilizaban se usaban en el combate y
que su estilo estructural es muy diferente a lo que conocemos hoy
en día como aviones militares inteligentes, estos han ayudado a
que las investigaciones militares sigan un camino similar en
cuanto a tecnología, a lo que esta película nos muestra.
También es verdad que estos aviones no eran meramente
inteligentes sino que en el caso de los Ala-X era necesaria la
ayuda de robots inteligentes para poder ser reparados. No
obstante, esta idea sigue estando en las mentes de los más
expertos en este ámbito y la idea de conseguir un avión inteligente
en el ámbito militar, capaz de ser invisible a los enemigos y de ser
prácticamente autónomo, es un capricho más para investigadores,
Figura 1. Ala-X, Star Wars.
Hoy en día, la idea de conseguir el avión inteligente “perfecto” se
sigue llevando a cabo en la ciencia ficción. Uno de los últimos
aviones inteligentes que han salido en la gran pantalla es “EDI
(Stealth)” un avión más que inteligente controlado por una
computadora y que se asemeja más al prototipo de avión que
utiliza la aviación militar. Este avión inteligente es un tipo de
avión de los que se conocen como UCAV y es el modelo de avión
militar que se presupone que se desea conseguir en un futuro para
este ámbito, siempre y cuando claro está, que este en ningún
momento tenga una inteligencia como la humana y que se revele
contra esta.
Figura 2. EDI, Stealth- La amenaza invisible.
Y como no hablar de conceptos de avión inteligente, aunque no
sea en sí un avión, de la armadura de Ironman, que podría hacer
las veces de avión militar como de soldado, puesto que esta
armadura es capaz de detectar las fallas que puedan producirse en
este y además de ser controlado por un humano también está
controlado por una máquina.
Figura 3. Armadura de Ironman.
En cualquier caso, y más allá de la imaginación del ser humano,
¿Cuáles son los objetivos reales para la creación de un avión
inteligente? En primer lugar, en el ámbito militar los objetivos
primordiales de cada institución militar es la de tener el mejor
avión de combate capaz de destrozar los aviones vecinos en
cuestión de segundos y conseguir una comodidad y una ayuda
extra en los pilotos que puedan controlar esta si es que se trate de
aviones controlados por el ser humano, ser capaces de ser
autónomos en aquellos casos en los que no quieran que sea un
piloto humano el que controle este y como no ser invisibles a
posibles radares puesto que para estas instituciones sería un logro
para sus estrategias militares. En cuanto al ámbito general que
viene siendo aviones de comercio, convencionales, etc. la
estrategia viene siendo más de confort para los pasajeros,
controlando aquellos aspectos del avión que puedan provocar
accidentes.
En este documente se pretende dar a conocer el significado de un
avión inteligente, así como los elementos capaces de hacer que
este sea un vehículo inteligente. Se analizará la historia del avión
y de su evolución hasta nuestros días, se hablará sobre algunas de
las tecnologías que pueden ayudar al avance de los aviones
inteligentes, de los aviones militares inteligentes más avanzados
en estos momentos (UAV y UCAV) y finalmente se valorará este
según criterios de los autores del presente documento.
2. HISTORIA
Con motivo de dar a entender el estudio e interés por el tema
tratado se hará un breve recorrido por la historia y evolución de lo
que hoy en día es uno de los transportes que han sufrido una de
las evoluciones más grandes en este sector.
2.1 La invención de la aviación a motor
Podríamos hablar y hablar de cuál fue el comienzo de la invención
un aparato capaz de volar y llevar a la gente por encima de las
nubes, nos remontaríamos al vuelo de Ícaro y de su intento fallido
por crear el primer sistema de vuelo, pasaríamos por los inventos
de da Vinci que se quedaron en simples papeles que hoy en día
son importantes para la humanidad, seguiríamos por la invención
del globo, que podría considerarse en sí el primer transporte aéreo
capaz de flotar en el aire con el simple uso de aire y fuego, pero a
día de hoy los padres de la aviación a motor son los
mundialmente conocidos hermanos Wright. El interés por crear
una aeronave más pesada que el viento que pudiese despegar por
medios propios fue motivo suficiente para que estos dos hermanos
fuesen capaces de crear el primer avión a motor que fue capaz de
volar el 17 de diciembre de 1903[1].
Figura 4. Flyer, avión de los hermanos Wright.
Muchos otros inventores se quedaron en el intento de conseguir
inventar un aeroplano a motor capaz de despegar por sí solo,
como fue Aleksandr Mozhaiski a finales del siglo XIX quien
consiguió que su monoplano a motor consiguiese esta hazaña pero
con la ayuda de una rampa, aun así fue un gran paso para que se
siguiese por este camino.
Muchos otros inventores decidieron seguir un camino en la
aviación en la que la ayuda del motor no era necesaria, como son
Otto Lilienthal quien fundó su propia fábrica de máquinas
voladoras consiguiendo demostrar su idea de que el motor no era
necesario para poder realizar estas hazañas y otros como Octave
Alexandre quien quería demostrar que podía crear un planeador
capaz de volar hacia delante y hacia atrás.
Hablando sobre el primer vuelo a motor también hubo
controversias sobre quién fue realmente el que realizó el primer
vuelo, si fueron los hermanos Wright o si fue Alberto Santos
Dumont. Más allá de esta controversia, el propósito de este
documento no es discutir si fueron unos u otros, simplemente es
un dato curioso que dio mucho de qué hablar y que posiblemente
siga dando de qué hablar a muchos expertos en este tema.
Siguiendo con la evolución de este transporte, poco después de la
creación de este, el uso del avión paso a ser uno de los
instrumentos necesarios para el destino de la I y II guerra
mundial. Antes de que empezase esta primera guerra la utilización
de los aviones fue causa de risa para comandantes militares de los
diversos países cosa que al final estas risas quedaron en evidencia
puesto que fueron necesarios para esta. Los avances que se
realizaron desde su invención fueron tecnológicamente avanzados
debido a estas guerras, pasando de tener aviones que volaban a
110km/h hasta llegar a 230km/h.
Uno de los problemas más grandes con los aviones en esta guerra,
fueron las patrullas de reconocimiento puesto que muchas veces
se encontraban con aviones enemigos por lo que se decidió
equiparlos con armamento para poder defenderse de estos. Podría
decirse que con estos equipamientos empezaría la idea de los
aviones inteligentes de una forma inconsciente.
Así como se ha investigado y se está desarrollando la creación de
automóviles capaces de funcionar de forma autónoma y teniendo
la idea de crear coches inteligentes, investigadores y científicos
del ámbito militar también se centraron en la creación de aviones
inteligentes capaces de hacer cualquier cosa que un piloto humano
pueda hacer pero sin las limitaciones del cansancio y de errores
que estos cometen, y que vuelven a cometer, puesto que es
evidente que el ser humano es el único animal capaz de tropezar
dos veces con la misma piedra.
Figura 5. Avión de la I Guerra Mundial.
Después de la I Guerra Mundial con la ayuda de algunos
supervivientes de esta guerra, se realizaron muchos cambios y
hubo muchos avances tecnológicos en los aviones.
Después de esta se crearon helicópteros y aviones fuera del
ámbito militar pero dependiente a esta, lo que hoy conocemos
como aviones comerciales.
Ya en la década de los 30 los avances tecnológicos empezaron a
crecer de forma exponencial. Entre estos avances se destacan:
-
Aerodinámica: con esta los ingenieros intentaron
diseñar aeronaves que interfiriesen lo más mínimo en el
vuelo de los aviones.
-
Equipamientos de control y cabinas: Estos mejoraron
notablemente con respecto a la I Guerra Mundial.
-
Radiocomunicaciones: Con esta incorporación en los
aviones los pilotos podían recibir instrucciones en pleno
vuelo desde equipos de tierra o desde otros aviones.
-
Pilotos automáticos: Con este se podría decir que el
auge de la aviación inteligente estaba empezando a dar
su fruto, y será uno de los precursores para pensar en la
creación de los UCAV y UAV.
Aunque la idea de crear un avión inteligente, que no sea
controlado por nadie sino simplemente por la inteligencia
artificial compleja que sea instalada en esta, es una idea apetecible
para militares y científicos, los pilotos humanos suelen discrepar
de que esta sea la mejor idea puesto que un ordenador se basará
en patrones y guardará registros de los errores que se cometan en
su vida útil pero no tienen el instinto que estos puedan tener a la
hora de pilotar un avión y de solucionar problemas que sean
mucho más complejos que la inteligencia artificial que estos
puedan tener.
Con esto se plantean cinco niveles de control que pueden tener o
no que ver con la inteligencia artificial del avión [2]:
-
El piloto no utilizará la tecnología de Inteligencia
Artificial (IA) que esta pueda tener sino que la
controlará al 100% en todo el tiempo. Esto quiere decir
que la IA que tenga el equipo del avión será
prácticamente nulo o directamente que esta no exista en
el avión.
-
2.2 Desarrollo e investigación de aviones
inteligentes
El gran avance de las tecnologías hizo pensar a muchos
investigadores y científicos la idea de crear aviones capaces de
hacer cualquier función que un piloto pueda realizar pero de
forma mucho más eficiente que estos, puesto que las limitaciones
del ser humano para la realización de algunas tareas es muy
limitada.
Control compartido: en este caso el control se
comparte entre el piloto que lleve el avión y la IA
colaborará con este cuando sea necesario.
Las maniobras y el control del avión corren a cargo del
piloto pero no en su totalidad, el piloto en un principio
tomará las decisiones pertinentes que este considere
necesarias.
A partir del fin de la II Guerra Mundial los aviones comerciales
pasaron a ser independientes de la aviación militar y la evolución
de estos fue diferente a los militares. Esto es evidente puesto que
los objetivos para los aviones comerciales son totalmente
diferentes a los objetivos militares.
La evolución de estos hoy en día ha dado un salto muy grande, los
aviones militares velocidades supersónicas pero a un mundo de
los que vimos en Star Wars, incorporación de detectores de
radares y muchos avances tecnológicos que los hermanos Wright
no imaginarían que tendría la invención de su invento, y en el
ámbito comercial el confort a sus pasajeros, asientos inteligentes
que se adaptan a las condiciones del pasajero que este sentado en
ella y muchos más avances que hay habrá en el futuro venidero.
Control total del piloto: se trata de que únicamente el
piloto tiene el control absoluto del UCAV, todo lo que
se realice en el avión corre a cargo de este y las
decisiones las tomará este según considere necesario o
no.
La IA no actuará sobre el avión sino que se dedicará a
dar informes periódicos de las técnicas y tácticas que
este debería tomar puesto que serían las más adecuadas
dependiendo de la situación de combate en la que se
encuentre este. Si fuera necesario sería la IA la que
tomase el control del avión para volver a la estación
base en aquellos casos en los que el avión se
desconectase de la base o en algunos otros supuestos
que puedan surgir.
-
Control compartido en colaboración avanzada: en
este caso el piloto sigue teniendo el control del avión
pero con la opción de cederle el control a la IA.
Las maniobras y el control corren a cargo del piloto
mientras que la situación lo permita. Este según la
situación en la que se encuentre podrá decidir si quiere
que la IA controlo de forma temporal el avión.
La IA controlará el avión cuando el piloto por razones
tácticas haya decido que este sea el que debe controlar
la aeronave puesto que puede encontrarse en alguna
situación la que se la IA la que tenga mejores opciones
de reaccionar en el combate puesto que la situación
táctica lo requiere. Antes de esto, la situación táctica
será evaluada por la IA y avisada al piloto que sabrá la
decisión que debe tomar.
-
Un ejemplo de avión sin piloto humano pero controlado desde
tierra es el MQ-1 Predator y es uno de los vehículos aéreos que es
considerad un UAV aunque más tarde pasaría a formar parte de
los vehículos UCAV.
Control de la IA: El piloto se limitará a manejar el
avión y realizará las acciones que se le indique por parte
de la IA.
La IA por su parte será la que tenga el control de la
supervisión del combate, será el que tome las decisiones
tácticas y el que se las hará saber al piloto que tendrá
que realizar estas acciones.
En este caso prácticamente nos podemos encontrar con
un avión inteligencia salvo la excepción que el piloto
controla el avión.
-
Control absoluto de la IA: este caso será el del avión
inteligente por excelencia.
En ningún momento tendrá un control humano, no
tendrá un piloto que controle el avión si no que este
controlará tanto la nave como las tácticas que esta deba
realizar según los criterios que tenga incorporado en su
IA.
Podrá controlar también otras UCAV de su grupo. Estas
UCAV que controle tendrán una IA menor que esta,
algo así como el teniente de la patrulla, con más
experiencia de combate.
Estos tipos de controles son los que supuestamente deben ser las
bases para la creación de la IA en los aviones. Esta última puede
ser muy peligrosa porque da el control absoluto al avión. La única
experiencia que se ha visto, ha sido en la gran pantalla y según
estas pueden tomar el control y destruir a la humanidad si en
algún momento se vuelven contra ellas.
Posiblemente la base para este tipo de inteligencia sea la de la
inteligencia por redes neuronales, en las que como el ser humano
aprende de la experiencia, estos irán guardando la información en
su base de datos y según las experiencias de la máquina irán
tomando las decisiones que sean las más adecuadas según la
situación en la que se encuentren.
El sistema de IA es mucho más complejo que realizar un If-Then
sino que se basará en los datos que haya tomado.
Los pilotos por este motivo dudan de su fiabilidad puesto que se
basan en datos y no tienen el instinto que un humano tendría en
algunos momentos en los que este es más importante que la propia
experiencia.
2.3 Avión automatizado
La idea de desarrollar aviones capaces de pilotarse
automáticamente sin tener ningún piloto humano que controle
estos aviones, se lleva desarrollando desde hace unas cuantas
décadas. Esta apetecible idea está más desarrollada por el ámbito
militar que por el comercial. El hecho de que se considere realizar
vuelos sin ningún tripulante a bordo de un caza es una gran
ventaja para estos puesto que la pérdida de un piloto se reduciría,
por ellos se empezaron a desarrollar en la época de los noventa
aviones capaces de volar sin ningún piloto físico en estos, pero si
controlados desde tierra por estos.
Con esta el avance a un avión inteligente empieza a avanzar de
una forma más tecnológica y se empiezan a consolidar las bases
para la creación futura de este tipo de transporte.
Figura 6. M-Q1 Predator.
En 1994 se encargó a la General Atomics Aeronautical Systems
[3] la creación de un sistema UAV.
En 1995 se terminó de crear una primera versión del Predator con
la que se hicieron numerosas pruebas de vuelo las cuales
resultaron satisfactorias y por ello se tomó la decisión de que estas
se usaran en el verano de ese mismo año en los Balcanes.
El las fuerzas aéreas del ejercito de USA en 2002 ya tenían en su
haber 60 de estos aparatos de los cuales 20 de estos se perdieron
mientras estaban en acción aunque pocos de ellos fueron
derribados por los enemigos. La mayoría de los que se perdieron
fueron debidos a las condiciones atmosféricas a las que se
encontraban por ello se decidieron hacer nuevos modelos basados
en este. Más tarde se incorporaría a este modelo armamento
militar pasando de ser un avión UAV a un avión UCAV.
El principal objetivo de este tipo de avión era el de la vigilancia
de larga duración y altitud, sin la necesidad de que alguien tuviese
que estar en ella para realizar esta operación.
Este avión autómata controlado desde la tierra está equipado con
una serie de sensores capaz de controlar diferentes zonas ya sean
de aire, tierra o mar.
Entre los muchos controladores que hacen inteligente al Predator
se encuentran:
-
APX-100 que identifica las aeronaves o radares que se
encuentra a su paso y si estos son enemigos o amigos;
-
Un sistema de navegación que puede controlar de
forma inercial o por GPS
-
AGM-114 que se encargan de los misiles, los cuales
tienen un alcance de 7 a 8 km y tienen un guiado laser.
-
Receptor/transmisor arc-210 que controla
transmisión tanto de los datos como los de la voz.
-
Sensor electro óptico/ infrarrojo que puede detectar
cualquier blanco a través de sensores o infrarrojos y
puede detectar en cualquier dirección de forma
la
horizontal y con ángulos de 60º a -120º de forma
vertical.
-
precisión como puede ser la de aterrizajes en casos en las que la
visibilidad es casi nula.
SAR que se usa cuando las condiciones son malas y se
utiliza como radar, cuando detecta algo lo fotografía y
se manda a la base de datos para que pueda ser evaluada
por la estación base.
Prácticamente con todo esto se podría hablar de un avión con
inteligencia artificial absoluta, pero teniendo en cuenta que el
control lo lleva el ser humano todavía no se puede hablar de
la perfecta inteligencia artificial.
Aun así las bases de esta están puestas y posiblemente dentro
de 20 o 30 años podamos encontrarnos este tipo de aviones,
no solo en el ámbito militar sino en el comercial.
3. EL AVIÓN INTELIGENTE
El avance de las tecnologías ha hecho que todo tipo de transportes
sean objeto de estudio para desarrollar sistemas inteligentes
capaces de dar comodidades, ayudas y beneficios a los seres
humanos que posiblemente nosotros mismos con la mano de obra
directa no podríamos realizar. La aviación ha querido dar un paso
de gigante en este sentido.
Figura 7. Piloto automático de un avión.
La obsesión por los servicios militares aéreos de encontrar un
avión que sea capaz de realizar tareas que para un humano son
limitadas han hecho que los investigadores y científicos estudien
las mejores opciones para equipar a un avión de la tecnología
necesaria para que esta pueda trabajar por sí sola sin la ayuda del
ser humano en este ámbito, siendo este tipo de avión que
llamaremos avión inteligente el modelo que se busca para la
aviación militar.
Con este sistema se puede obtener información como es la
posición en la que se encuentra el avión gracias a su sistema de
gestión de vuelo del cual se hablará en el siguiente apartado.
La idea de que un avión sea capaz de dirigirse solo, decidir
estrategias y ayudar en el ámbito militar resulta apetecible ante la
mano de aquellos que piensan que buscan el bienestar y la
protección para sus ciudadanos por ello este tipo de aviones, están
en constante desarrollo con la idea de algún día conseguir el avión
inteligente perfecto, siempre y cuando este no decida pensar por sí
mismo y destruir la humanidad.
Como todos los aparatos de un avión para que este funcioné ha de
ser conectado por el piloto humano para que puede realizar sus
funciones.
3.1 Sistemas de control de un avión
3.1.2 Sistemas de gestión de vuelo (FMC)
Los aviones tienen varios sistemas de control que dependiendo de
a que están destinados realizan acciones para el buen
funcionamiento de los aviones, pretenden dar la mayor seguridad
y confort a estos. En este apartado se presentaran los sistemas que
consideramos que deberían tener o tienen los aviones
dependiendo de si es militar o comercial y que utilidades tienen
en cada uno de estos.
3.1.1 Piloto automático
Es uno de los sistemas que hoy en día son conocidos por todos
puesto que hasta en las películas en las que hay algún avión de
por medio se habla de ella.
El piloto automático [4] tiene la función principal de guiar al
avión de forma autónoma sin la necesidad de que un ser humano
tenga que realizar esta acción. De esta forma se minimiza la fatiga
del piloto, ya sea de avión militar o de avión comercial.
Yendo más allá, el piloto automático no solo es capaz de guiar el
avión sino que es capaz de controlar el vuelo, dando estabilidad,
altitud, empuje y dirección de vuelo; esta incorporado con un
sistema para evitar las colisiones que puedan existir durante el
vuelo y tiene la capacidad de realizar maniobras con una gran
Este sistema requiere de conocimientos sobre los fundamentos de
la navegación aérea los cuales le permiten actuar sobre los
diferentes elementos de control del avión. Con él se puede
controlar hasta los motores del avión pudiendo aumentar o
disminuir el empuje según las condiciones de vuelo.
Este sistema está adaptado a los aviones tanto comerciales como
militares de hoy en día y son la base en la creación de los UAV y
UCAV.
El sistema de gestión de vuelo es el complemento perfecto para el
piloto automático, con este se pueden obtener los datos que más
tarde serán procesados por el piloto automático el cual realizará
movimientos y maniobras dependiendo de los resultados que
obtenga de esta.
Este sistema [5] en sí es en realidad una potente computadora que
le permite programar las rutas de vuelo que debería realizar el
avión así como dejar que el avión se pueda manejar de forma
manual o con el piloto automático. Es algo así como un control
compartido del cual se habló en apartados anteriores.
Este calcula tanto las operaciones de los motores, gestiona el
combustible que tiene el avión, calcula las rutas de navegación
óptima y el vuelo de los aviones.
Este sistema es más conocido como FMC (Flight Management
Computer) o FMS, por la complejidad de su estructura y puesto
que abarca más de una función.
En este sistema los datos cartográficos y la información sobre la
navegación se ha de insertar de forma electrónica en el ordenador
central así como las cartas de navegación se renuevan las cartas
navegación, las aproximaciones, despegues y la información
portuaria de la zona de destino. Es un sustituto de las hojas de

papel aunque estas últimas se siguen utilizando por razones de
seguridad.
-
Figura 8. Sistema de gestión de vuelo de un avión
3.1.3 LiDAR
Por tipo de escaneado: esta se divide en cuatro
categorías:
Figura 9. Tipos de LiDAR por escaneado

Este sistema utilizado no solo en los aviones [6] es un tipo de
tecnología que permite a los aviones determinar la distancia a un
objeto o superficie a partir de un emisor laser.
Visualización 3D de aeropuertos con tecnología LiDAR
aéreo.
-
Visualización 3D de carreteras con LiDAR aéreo.
-
LiDAR aéreo aplicado a la gestión de líneas eléctricas.
-
LiDAR aéreo aplicado a capturar edificaciones en 3D.

ALS: es un escáner láser aerotransportado con el que se
puede determinar la distancia entre sensor y superficie a
partir de la emisión de pulsos de luz infrarrojos.
-
GPS diferencia: en la que a partir de un receptor
incorporado en el avión y una o varias estaciones base
se puede saber en qué posición y a que altura se puede
encontrar un avión.
-
INS: es el sistema inercial de navegación y se encarga
da un informe de la trayectoria y giros que el avión
tenga.
-
-
Cámara de video digital: con esta cámara se pueden
obtener imágenes de las zonas q se van a estudiar y con
las que se interpretaran con más precisión los resultados
de la zona. Es opcional en este sistema y suele instalarse
junto al ALS.
Medio aéreo: que en este caso es el avión.
Las LiDAR se pueden clasificar en dos tipos de LiDAR:
-
Por láser: estas se dividen en dos categorías:

De pulsos: en la cual la distancia entre emisor
y medio se calcula a partir del tiempo que
tarda en recibirse un pulso de luz desde que se
manda hasta que este se recibe.
Zigzag: a diferencia del anterior, ésta rota en
dos sentidos (ida y vuelta). Como su nombre
índica utiliza como patrón líneas que van en
zigzag.
La ventaja de esta es que siempre está
midiendo.
En cuanto a la composición de este sistema se pueden encontrar:
-
Lineal: esta tiene un espejo rotario que irá
desviando el haz laser, las cuales producirán
líneas paralelas en la superficie a escanear
para utilizarlas como patrón.
Tiene la desventaja que no siempre se puede
medir la zona debido al giro unidireccional
del espejo.
En el ámbito de la aviación esta tiene varias utilizaciones:
-
De medición de fase: en este caso la distancia
se mide comparando las fases entre el haz
láser emitido y el haz láser reflejado.

Elíptico: el haz de luz se desvía por dos
espejos que crean un patrón de escaneado
elíptico.
La ventaja de esta es que la superficie es
escaneada desde diferentes perspectivas
aunque teniendo dos espejos se incrementa la
dificultad debido a que se tienen dos
medidores angulares.

Fibra óptica: a partir de la fibra central de un
cable de fibra óptica y unos pequeños espejos
el haz se desvía a las fibras laterales que están
montadas alrededor del eje.
Este creará una huella
circunferencias solapas.
en
forma
de
La ventaja es que al tener pequeños espejos, la
roma de datos es mucho más rápida que con
los otros sistemas aunque el ángulo de
escaneado es mucho menor.
Como se observa el LiDAR es capaz de determinar no solo la
distancia a un punto concreto si no que es capaz de crear un mapa
de la zona.
Seguramente se utilice más en el ámbito militar y a la hora de
crear mapas topográficos de las zonas que se quieren investigar.
ambiente individualizado de la persona y de
su temperatura corporal
3.1.4 Radar
Otro sistema utilizado tanto en aviones como en barcos.
Este utiliza un sistema de ondas electromagnéticas midiendo las
distancias, altitudes, direcciones y velocidades de objetos que
sean estáticos o móviles así de poder medir las formaciones
meteorológicas y las zonas a cubrir.
Este comparado con la LiDAR mide impulsos de radio y a partir
del eco recibido de este puede determinar la información
pertinente que se quiera recibir.
En la aviación suele verse más en los aviones militares.
-
Control de ruido interior de la cabina del avión: se
han
desarrollado tejidos aislantes acústicos que
absorben el ruido en más de un 90 % cuando hay
longitudes de onda bajas y se han incorporado sistemas
de altavoces y micrófonos en los reposa-cabezas
creando el concepto de burbuja acústica.
-
Sistema de entrenamiento interactivo: creado para el
confort de los usuarios, por ello se desarrolló la
alfombra mencionada anteriormente que se puede
utilizar como control de videojuegos. El objetivo de esta
alfombra es mejorar la circulación sanguínea y evitar el
llamado síndrome de la clase turista.
4. UAV y UCAV
Para hablar de aviones inteligentes se debe hablar sobre las UAV
y UCAV que son vehículos aéreos no tribulados de no combate o
combate.
Este tipo de aviones como su nombre indica no tienen porque se
tripulados por lo que llevan incorporado un sistema de control
automático y con avances en IA que permitan que esta pueda
funcionar de una forma casi autónoma.
La inteligencia aplicada estas son las de búsqueda de la ruta
óptima y la gestión de flotas de UAV.
Las UAV y UCAV [10] [11] se usan en su mayoría para
aplicaciones militares aunque fuera de este también tiene su
hueco.
4.1.1 Estructura y algoritmo de un UAV
La siguiente figura muestra la estructura y algoritmo de un UAV
[12], según un aficionado a estos temas:
Figura 10. Radar
3.2 Otros sistemas para aviones inteligentes
Algunas de las incorporaciones inteligentes a los aviones suelen
ser más por confort o por beneficios de salud para los seres
humanos.
En este apartado se presentan algunos de estos sistemas.
3.2.1 Asientos inteligentes
La empresa AITEX [8] [9] ha terminado de desarrollar un asiento
inteligente capaz de controlar y regular algunos parámetros de
humedad, temperatura, ruido y vibración. No solo tiene esta
función sino que han integrado un sistema interactivo
personalizado llamado ARKANOID.
Más que para el ámbito militar está desarrollado para el
comercial.
Este asiento tiene múltiples funciones entre las funciones que esta
tienen se encuentran las siguientes:
-
Sensores fisiológicos: incluyen:

Sensores de presión distribuida: que miden
el grado de movimiento y estrés del usuario.

Sensores de humedad y temperatura
ambiental: en la que se monitoriza el
Figura 11. Estructura y algoritmo de un UAV
Aunque no es la única estructura que se puede seguir para esta es
una de las más usadas.
Esta se basa en una estrategia de navegación basada en sensores
inerciales (3 acelerómetros y tres giroscopios).
4.1.2 Utilidades civiles y militares de un UAV
Para hablar de sus utilidades hay que dividirla en dos grupos: las
utilidades civiles y las utilidades militares.
4.1.2.1 Utilidades civiles
Las UAV en este ámbito suelen ser utilizadas para las siguientes
acciones:
-
Fotografiar zonas de las que se quiere hacer algún mapa.
-
Prevenir y controlar incendios.
-
Controlar el tráfico.
-
Buscar personas desaparecidas.
-
Ayudar en catástrofes.
-
Apoyo en estudios medioambientales.
-
Rescates de montaña en zonas en las que el acceso es
muy limitado y difícil.
4.1.2.2 Utilidades militares
En cuanto a las utilidades militares, es evidente que estas se usan
para tres casos en concreto:
-
Combate
-
Vigilancia
-
Espionaje
5. EJEMPLOS
INTELIGENTES
DE
Figura 14. MQ9 Reaper
AVIONES
A continuación se presentan algunos modelos de aviones con
inteligencia artificial o inteligentes existentes hasta ahora.
UAV y UCAV pero con piloto humano:
Figura 15. Dron X-47B
Figura 12. Yak-130
Figura 16. Taranis
Figura 13. Sukhoi PAK FA T-50
UAV y UCAV sin piloto humano:
Figura 17. Boeing X-45
por ahora las UAV siguen teniendo pilotos y las que no lo tienen
son controlados desde tierra.
La idea de crear un UAV para el ámbito comercial o civil es
mucho más sana y constructiva puesto que ayuda a favorecer el
confort y el bienestar de los seres humanos, de dar una protección
frente a posibles catástrofes naturales y una gran cantidad de ideas
que se están desarrollando.
Creemos que es más viable la idea de querer hacer aviones
inteligentes para el ámbito civil y comercial que para el ámbito
militar. Está muy bien la idea de querer defender al propio país de
futuros ataques, pero esto conlleva otras desventajas que solo
sabremos si ocurre una catástrofe con este tipo de aviones.
Figura 18. Barracuda
Y por último se debe hablar del proyecto de la NASA [13] por
crear un avión capaz de cambiar la forma de sus alas para poder
controlar mejor el vuelo según las condiciones meteorológicas
como si de un pájaro se tratara. Este sería un gran paso puesto que
dotar de alas que cambien según estos parámetros sería llevar al
mundo de la inteligencia de la aviación a un nivel mucho mayor.
7. REFERENCIAS
[1] Wikipedia. 2013. Historia de la aviación.
http://es.wikipedia.org/wiki/Historia_de_la_aviación
[2] Darkness. 2008. Sistemas de Inteligencia Artificial en
Aeronáutica y Astronáutica
http://www.escuadron69.net/v20/foro/index.php?/page/index
.html/_/aviacion-real/aviacion-militar/sistemas-deinteligencia-artificial-en-aeronaut-r1029
[3] Wikipedia. 2013. General Atomics MQ-1 Predator.
http://es.wikipedia.org/wiki/General_Atomics_MQ1_Predator
[4] Ruesga Ibañez, D., Molla Ruiz, H. 2011. Inteligencia
Artificial en el Mundo de la Aviación
http://www.it.uc3m.es/~jvillena/irc/practicas/1112/05pres.pdf
[5] Wikipedia. 2013. Instrumentos de vuelo
http://es.wikipedia.org/wiki/Instrumentos_de_vuelo
[6] Wikipedia 2013. LiDAR.
Figura 19. Simulación de un posible avión con alas de pájaro.
6. CONCLUSIONES
Son muchas las conclusiones que se pueden sacar sobre los
aviones inteligentes.
La obsesión por encontrar mejoras en las tecnologías es una cosa
tan clara en estos últimos años, coches inteligentes, móviles
inteligentes, aviones inteligentes son algunas de las ideas que en
estos años se están desarrollando.
En el ámbito de la aviación es evidente que se está llevando más
acabo en el ámbito militar. Muchos avances en los aviones
inteligentes se han hecho desde su invención por parte de los
hermanos Wright. La idea de crear un avión capaz de controlar
otros aviones por si solo y controlarse a sí mismo, puede resultar
una idea equivoca si se pretende que estos tengan un control de
todo en su totalidad puesto que dar un control total a estos y sobre
todo en aviones militares puede ser un peligro por todo el
armamento que estos puedan llevar y ser controlados por la propia
máquina.
Como ya hemos comentado, para un piloto debe ser frustrante la
idea de que una máquina le sustituya puesto que estos no tienen el
instinto de supervivencia que puede tener el ser humano.
Aun así, los avances tecnológicos y de IA en este ámbito por el
momento parece que no están llegando a estos límites sino que
http://es.wikipedia.org/wiki/LIDAR
[7] Wikipedia 2013. Radar.
http://es.wikipedia.org/wiki/Radar
[8] Aitex. 2013. Asiento inteligente para aviones.
http://www.aitex.es/es/noticias/noticias-aitex/736-asientointeligente-para-aviones.html
[9] Aitex. 2013. Los aviones podrán reducir el estrés de los
pasajeros con sistemas inteligentes de confort y nuevos
materiales.
http://aitex.es/es/noticias/noticiastextiles/proyectosdestacados/1097-los-aviones-podranreducir-el-estres-de-los-pasajeros-con-sistemas-inteligentesde-confort-y-nuevos-materiales
[10] Wikipedia. 2013. Vehículo aéreo no tripulado.
http://es.wikipedia.org/wiki/Vehícculo_aéreo_no_tripulado
[11] Wikipedia. 2013. Vehículo aéreo de combate no tripulado
http://es.wikipedia.org/wiki/Vehículo_aéreo_de_combate_no
_tripulado
[12] Airvoila. 2008. Las Aeronaves Del Futuro Flexionarán Sus
Alas.
http://airvoila.com/las-aeronaves-del-futuro-flexionaran-susalas/

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