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José Luis Herrero, en el centro, dirige la iniciativa en la que participan alumnos de la Escuela de Ingenierías Industriales. :: j. v. arnelas

Informática de altos vuelos en Extremadura

Sergio Masa ha creado un guante electrónico que permite manejar un vehículo aéreo no tripulado | Alumnos de la UEx desarrollan proyectos innovadores aplicados a drones

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Jueves, 1 de enero 1970

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Cerrar el puño para arrancar. Extender todos los dedos cuando se quiere detener el ascenso. Inclinar la mano para dirigir el vuelo. Con estos movimientos, y muchos otros, Sergio Masa maneja un dron. Lo hace a través de un guante que él mismo ha diseñado y que está dotado con sensores que le permiten interpretar los gestos que realiza.

El proyecto fue el Trabajo de Fin de Grado (TFG) de este alumno de Ingeniería Electrónica y comenzó a realizarlo cuando se integró en la iniciativa que dirige José Luis Herrero, profesor de la Universidad de Extremadura. Se trata de un taller, que no se incluye en el itinerario formativo del grado, en el que los alumnos completan sus conocimientos en la rama de informática mediante el desarrollo de proyectos innovadores. «Pensamos en los drones porque casan ingeniería e informática y la idea es que los estudiantes puedan aplicar los conocimientos que aprenden en las asignaturas para hacer algo muy concreto que convierta al vehículo no tripulado en una herramienta de trabajo», según el docente.

En la actualidad se está tratando de dar forma a cinco ideas y otras tres fueron presentadas en el pasado mes de junio, al finalizar el curso académico. Entre ellas estuvo la de Masa.

El taller es una iniciativa de José Luis Herrero y no forma parte de la formación reglada

Sin embargo, el número de alumnos de la Escuela de Ingenierías Industriales -donde se desarrollan los trabajos- que forman parte de la iniciativa es superior. «Hay estudiantes que están en fase de formación, algo necesario antes de iniciar el proyecto», señala Herrero, que considera fundamental realizar una serie de trabajos en arduino de manera previa al trabajo con los drones.

Desde el punto de vista académico, solo exige a los futuros ingenieros haber aprobado la asignatura de informática que él mismo imparte en el primer curso del grado antes de iniciarse en el taller. Otro de los requisitos que plantea es que todos los alumnos hagan su Trabajo de Fin de Grado en la Universidad de Extremadura. «Es la única manera de demostrar a los responsables de la escuela que estamos aquí para algo y que vale la pena destinar un espacio a nuestros proyectos», comenta el responsable de la iniciativa.

El objetivo es que el desarrollo de los proyectos sirva a los estudiantes para profundizar en los aspectos informáticos que están relacionados de manera directa con su formación académica. «Intento que los trabajos se ajusten a los gustos de los alumnos», en palabras de Herrero, que es quien decide las ideas que se van a llevar a la práctica. «Algunos alumnos llegan con ideas inviables y me toca ponerles los pies en la tierra, porque tienen buenas ideas y no saben cómo llevarlas a término ni el tiempo que van a tener que emplear en hacerlo», detalla el profesor universitario.

Variedad

Las temáticas en las que se ha trabajado en la iniciativa son muy variadas, aunque todas tienen en común que se aplican a los drones. Así, al primero de los proyectos que se desarrolló se refieren como 'murciélago', ya que es un dispositivo con sensores que envía una señal que rebota en los posibles obstáculos evitando las colisiones. «No avanza hacia los objetos pese a que el piloto dé la orden e, incluso, se aleja si se le acerca algo», detalla Herrero.

Dotar a los vehículos aéreos con una cámara es una opción que han tomado varios alumnos. Una de las ideas es desarrollar un sistema de visión que se conecta de manera inalámbrica al aparato y que el piloto se coloca como si fueran unas gafas para ver lo mismo que el dron; además, el dispositivo tiene un sensor de giro, por lo que la cámara apunta hacia donde mueve la cabeza la persona que controla el vuelo. También necesita una cámara el proyecto que pretende fabricar unas gafas y diseñar una aplicación para el móvil de forma que se pueda ver en el teléfono móvil lo mismo que filma el dron. La intención más optimista es que los propios sensores con los que cuenta el móvil sirvan para mover el dron o la cámara.

Las investigaciones sirven a los estudiantes como base para su Trabajo de Fin de Grado

La visión artificial se utiliza en un proyecto que pretende facilitar la búsqueda de paquetes desde el aire. A través de una cámara y mediante un algoritmo, el dron puede detectar el bulto en cuestión y situarse sobre él para descender y cogerlo con un electroimán. «Se diseña un símbolo reconocible para el dron; es algo muy completo porque también incluye el reconocimiento de imagen», apunta Herrero.

Relacionado con la imagen, un estudiante está trabajando en un proyecto centrado en un dispositivo 'wearable', término que se puede traducir como tecnología vestible. «Todavía no se ha decidido si puede ser una collar, una pulsera o algo similar», indica el responsable de la iniciativa. Su función sería enviar una señal al dron, dotado con una serie de sensores, para que se mueva con la persona que porta el 'wearable'. Este sistema está pensado para filmar o hacer fotografías desde el aire, ya que se le puede pedir al dron que se mantenga siempre en el mismo ángulo y a la misma distancia del dispositivo.

El departamento de Ingeniería de Sistemas Informático y Telemáticos, al que pertenece Herrero, ya trabajó en el diseño de una nariz electrónica, que gracias a la inteligencia artificial podía detectar diferentes sustancias. Ahora, un alumno que forma parte de la iniciativa está trabajando para integrar ese sistema de detección en un dron y que envíe la señal de los agentes que 'huele' de forma inalámbrica al piloto.

Muy cerca de su conclusión está el proyecto que está realizando Ángel Rubio, quien espera defenderlo en el mes de noviembre. Su idea es controlar el vehículo aéreo mediante la voz. Este estudiante de Ingeniería Electrónica ha diseñado una aplicación, el sistema gramatical de comandos y la conexión con el dron.

Con esa herramienta puede conectarse al vehículo y manejarlo en todas las direcciones del espacio aéreo hablando a través del teléfono móvil. «La principal ventaja de este sistema es que simplifica el manejo de los drones, que le gustan a mucha gente pero son difíciles de utilizar», comenta Rubio, que añade que se puede ganar en seguridad porque los comandos son limitados.

Por otro lado, la aplicación se podría conectar a cualquier dron «a través de un puente que también hemos desarrollado», afirma.

Todos estos proyectos terminan en un prototipo elaborado por los alumnos. «Ellos se encargan de diseñar las piezas que necesitan, que hacen con una impresora 3D, fabricar los mecanismos y efectuar la conexión y la programación», expone Herrero.

La finalidad del trabajo que realizan los universitarios durante su participación en la iniciativa es que vaya orientado al TFG. «Es positivo que desarrollen un proyecto interesante durante su vida universitaria, que lo inicien en segundo o en tercero, no tiene que ser al final del grado, y presentarlo para concluir la etapa académica y obtener el título», señala el docente, que añade que el número de alumnos va en aumento y que si se contabilizaran las horas que dedican a los proyectos sumarían más que las que se suele dedicar por término medio a un Trabajo de Fin de Grado.

En el apartado positivo el profesor destaca que los estudiantes salen de la carrera con una formación más completa, sobre todo en conceptos informáticos.

Este fue el caso de Masa, que ahora está cursando un máster de Robótica y Automatización en la Universidad Carlos III de Madrid. La decisión de iniciar el proyecto del guante electrónico del dron y de incluirse en la iniciativa la tomó tras realizar un curso de programación. «Junto con mi tutor decidí la temática», comenta este estudiante miajadeño.

Desarrollo

El diseño del guante sirve para solventar la dificultad que entraña el manejo de un dron, algo que cuesta mucho tiempo y esfuerzo a los pilotos. En este sentido, el dispositivo «busca una forma atractiva y sencilla para su control», explica Masa.

A la hora de iniciar el desarrollo de la idea, una de las mayores complicaciones fue modelar la mano. «Teníamos que saber cuándo se flexionaban los dedos, conocer la orientación que tenía la mano y trasladar los gestos al dron para que los conociese», puntualiza el estudiante.

Finalmente, lo consiguió incorporando una sensores de flexión -«son unas resistencias que detectan la caída de tensión en el circuito, con lo que podemos saber cuándo se ha flexionado un dedo», según Masa-, un acelerómetro y un giroscopio, con los que se transmite el movimiento de la mano. La finalidad es saber cuántos dedos se encuentran flexionados y el ángulo de giro de la mano.

Esa información se traslada a un pequeño computador que tiene el piloto en la cintura y se de ahí a otro controlador que tiene el dron. «Extender solo el pulgar hacer girar el dron en torno a sí mismo; si este dedo se flexiona y los otros se mantienen extendidos se reduce la potencia; flexionar el meñique y el pulgar sirve para aterrizar, y al llegar al suelo se desarma y se apaga», relata el creador del guante.

Este, al igual que el resto de proyectos, cumple con el planteamiento marcado por Herrero. «Deben ser interesantes para los alumnos y tecnológicamente muy potentes», remarca el responsable de la iniciativa, que afirma que saca horas de su tiempo libre para mantenerla activa. «Hago esto porque me gusta, porque no es una docencia reglada», informa.

Por ello, ya ha solicitado a la Universidad que la iniciativa se valore con créditos para los alumnos y que las actividades que hacen se asemejen a una asignatura optativa.

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