Proyectos I+D
Project PID2021-122944OB-I00 SAR4.0
Saltando a un nuevo paradigma en sistemas ciberfísicos cooperativos humano-robot para búsqueda y rescate
Of National scope.
Los robots, como vehículos no tripulados aéreos (UAV) terrestres (UGV), se usan cada vez más como apoyo tecnológico confiable en búsqueda y rescate (SAR). En este punto, una evolución del paradigma de la robótica para catástrofes hacia sistemas ciberfísicos distribuidos basados en datos, de acuerdo con los principios de la Industria 4.0, resulta crucial para brindar a los intervinientes una percepción integral de los escenarios de catástrofes, su entorno, la comprensión de su significado, y una proyección de su evolución en el futuro inmediato. La misión del proyecto SAR4.0 será desarrollar tecnología colaborativa para apoyo SAR donde equipos robóticos heterogéneos, redes de sensores, sistemas de comunicación e inteligencia artificial (IA) proporcionen un apoyo fluido, transparente, y adaptativo a los intervinientes con el objetivo último de optimizar la eficiencia de la respuesta a emergencias y minimizar los riesgos asociados. La adopción temprana de avances en IA y comunicaciones, tales como la Internet de objetos robóticos (IoRT), el Edge Computing (MEC), las redes ad hoc y los sensores ubicuos, resulta decisiva para lograr la interconectividad de sistemas heterogéneos, la coordinación en tiempo real de equipos robóticos y humanos, la interpretación de datos multimodales masivos y la adaptabilidad a nuevos entornos y tipos de desastres. El desarrollo de SAR4.0 proporcionará contribuciones integrales para cinco desafíos de investigación impuestos por las exigentes condiciones ambientales de las situaciones de catástrofe respecto a la cooperación entre humanos y robots: 1) El desarrollo de requisitos de interoperabilidad específicos mejorará la adaptabilidad del despliegue a las especificaciones de cada misión, reducirá los riesgos de integración y el tiempo de implementación, favorecerá la rapidez del despliegue y reducirá la complejidad para todos los actores (desde los usuarios finales hasta los equipos de mantenimiento). 2) La definición de una arquitectura distribuida de IoRT proporcionará un marco para integrar todos los elementos en una misión SAR, incluidos robots móviles heterogéneos (UGV y UAV), redes de sensores inalámbricos y computación remota (es decir, en el Edge y/o en la nube) mediante redes de comunicación comerciales o ad hoc. 3) Lograr un entorno inteligente en escenarios de catástrofe conlleva una red híbrida de sensores desplegable, la cual constará de nodos fijos y móviles, mecanismos especiales para el despliegue de sensores, telepresencia, reconocimiento de objetos multimodales para la detección de víctimas y comprensión de la escena, sensores para monitorización y diagnóstico de víctimas y sensores biométricos wearables para monitorizar los niveles de estrés y la actividad los intervinientes. 4) Nuevos métodos de inteligencia robótica para SAR incluirán un sistema estratégico para control de misión, algoritmos de planificación de trayectorias para condiciones ambientales realistas, estrategias para bandadas o enjambres de robots heterogéneos, y localización y mapeo colaborativo en 3D. 5) La implementación del sistema SAR4.0 se probará y validará en ejercicios de campo realistas con equipos de rescate profesionales, lo que proporcionará información valiosa sobre la aplicabilidad, conjuntos de datos abiertos para la comunidad internacional de robótica para catástrofes y oportunidades de difusión hacia las partes interesadas en la respuesta a emergencias.
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