Entrevistas TenTIC: Modesto Agudo, Drones

616

Buscando información sobre el mundo de los drones en las Islas Baleares nos han hablado de Modesto Agudo, Ingeniero Técnico en Telecomunicaciones, máster en Liderazgo Diplomacia e Inteligencia, actualmente realizando máster en matemáticas en la UIB y miembro de GEOINTEL-3.  Nos gustaría profundizar en la motivación, los estudios, la disciplina, la metodología y la tecnología que necesita una persona para llegar a diseñar y construir su propio dron en el marco de nuestro proyecto Ten TIC (tendencias de futuro en las TIC) continuando con nuestra serie de entrevistas a expertos.

 1. ¿Qué es un dron y para qué puede servir a un particular o una pyme? Nos puede poner ejemplos?

El concepto dron engloba muchos tipos de máquinas o estructuras, pero en general y queriendo ser formales, sería una máquina capaz de actuar con una mínima o nula participación humana, en las tareas más sencillas o automatizadas realizando operaciones o usando herramientas como sensores, cámaras, etc…. Esta definición incluye a muchos tipos de dron. Existen en los tres medios, agua, en plataformas móviles, mini submarinos de inspección, por tierra, modelos con ruedas, orugas o con patas mecánicas o aire, como los que yo diseño, ya sea ala fija o multirotores.

Les tasques que poden oferir són nombreses i tothom avui en dia, crec que  té una lleuegera però certa idea de les seves capacitats. Tenim des d’inspeccions aèries amb tot tipus de càmeres, per modelar plànols amb tot detall, càmeres d’infrarojos per detectar focs en àrees protegides, detectar la calor de persones perdudes al mig del bosc, per a la detecció de contaminants, per disseminar llavors, fumigar, etc…

Crec que hi ha dues raons per utilitzar drons. La principal és econòmica, és a dir, abans fer tasques aèries tenien un cost altíssim, avui els drons substituexen aquells mitjans que s’utilitzaven per aquestes tasques. Amb l’ús de drons ja no és necessari pagar el cost de pilots, combustibles, assegurances de vol, transport, temps necessari per aquestes operacions, perillositat, etc… La segona raó és una major efectivitat d’aquestes tasques, l’ús dedrons pot ser planificat en menys temps, necessita menys personal, la perillositat és mínima per no dir nul·la, l’ús de càmeres o sensors que abans s’empraven  ara poden ser perfectament transportats per drons, a més de poder arribar a llocs ón és impossible per mitjans tradicionals, dins l’estructura d’un edifici que s’està cremant, arribar a escassos metres del punt de calor per comprovar si és la persona perduda o un foc, etc … La qual cosa iguala o millora el servei que es necessita donar en temps, riscos, permisos i eficiència. Tot això els va donar a les pimes que van creure i van invertir en aquest món, un lloc dins el mercat de serveis aeris abans reservats a grans empreses.

 

 

2. Quines disciplines i tipus de col·laboradors necessita una persona particular o pime per dissenyar i construir un dron?

Al principi tot és copiar el que es fa per Internet, la veritat, agafar i comprar el mateix material que fan servir altres i seguir les guies molt bé perquè surti igual.

Però amb el temps, i si l’interès continua i creix, un es dona compta que vol fer diferents tasques i veu que amb una petita inversió de temps i diners ho pot fer realitat. També es dóna compta que ha d’aprendre moltes coses.

En el meu cas, com amateur, aprens tasques molt manuals al principi, emprar eines per muntatges de les estructures, identificar tipus de material, soldador, voltímetre, etc…I clar, arribes a aprendre temes legals, electrònica, soldadures, programació, etc… al principi tot és senzill però ha arribat a ser molt complexe i avançat perquè cal tractar amb dades de sensors i aquets s’han de processar per software amb eficiència per tenir òptims sistemes de comunicacions, ràdio, telemetria, establitat, vibracions. Així que al final, arribes a emprar eines de disseny, talladores de peces per ordinador, impressores 3D per a peces petites, ús de materials com fibra de carboni, alumini, entre moltes més. És a dir, estar actualitzat en tot moment i en contacte amb persones que sempre poden afegir idees, coneixement i ajuda són vitals.

3. Quines són les diferències entre els drons comercials, i els drons dissenyats per un mateix?

N’hi ha moltes. Els sistemes comercials estan tancats, no són manipulables per l’usuari. I per tant les tasques que fan  són les que tenen des de la compra. Per posar un exemple, gravar vídeo, molts drons porten càmares però no és possible ni canviar-les o adaptar-es per la que un té o canviar-les per una altra més moderna que no sigui la que l’empresa ofereix. Un altre exemple, si un dron queda antiquat normalment amb el fet de substituir l’electrònica o el programari per allò que un necessita, perquè les necessitats canvien, no és possiblefer res sense violar els drets de propietat intel·lectual privats. La qual cosa és totalment respectable, però crec que un sistema obert permet permet oferir moltes més coses a un usuari si aquest desitja canviar o afegir característiques al seu dron. I allà seré jo per oferir-li consell.

4. Quin és el procés de legalització d’un dron construït per un mateix?

Jo ho vaig fer a finals de 2014. I les coses han canviat radicalment. El procediment de legalització d’un dron haurà canviat segur, però el millor és tenir preparades totes les dades que ens demanaran del nostre dron. Pes, mesures, plànols detallats, sistemes de portar a bord, capacitats de vol, pes en càrrega, maniobrabilitat, velocitat de translació, velocitat de presa d’altura i quins sistemes de prevenció d’incidents porta. Si perd el senyal de control, un motor en vol, si hi ha vent fort, senyal feble de GPS, etc. Una altra dada important a tenir en compte, és on volarà en exteriors o indoor (on no cal llicència), a Espanya o en un altre país, les lleis de ràdiocontrol a Estats Units, per exemple, obliguen a fer servir un altre rang de freqüències diferents que a Europa, com altures màximes permeses, assegurances, etc …

Amb tot això, a AESA (Agencia Espanyola de Seguretat Aérea) s’emplenaran una sèrie de formularis, com vaig fer jo en el seu moment i esperar a l’acceptació de la petició i posar una matricula al dron en lloc visible. He de dir que al seu dia, no fa tant, AESA, no sabia ni què demanar-nos així que ens va demanar dades i proves pròpies dels RPA. Es va fer llarg i pesat.

5. Quin material fa falta per construir un dron?

La veritat es que es pot fer un dron amb materials, sistema de control de vol, motors, hèlixs, bateries i ràdio control bàsics des de 100 €,  pot ser que menys. Els materials de l’estructura poden ser qualsevol tipus, fusta, plàstic o metall. Molt manejables amb senzilles eines de tall i polit, els controladors de vol, poden costar 5 €!. El més interessant és que crear un dron, és relativament senzill i barat, així com el temps dedicat per dia. Així va ser el meu cas.Vaig començar amb materials corrents i ara manipulo fibres de carboni, metacrilat, alumini, entre d’altres…

6. Podria fabricar vostè mateix part d’aquests materials? Com?

Un dron, construït per mi, pot ser primer un prototip, amb fusta o alumini, que són senzills d’adquirir i manipular i així observar el comportament o altres propietats del nou dron. A partir d’aquí hi ha materials que no és possible fabricar-los, les bateries, les hèlixs, els motors, ràdiocontrol o controlador de vol, que han de ser adquirits. En el cas del controlador de vol adquirit, important és que sigui programable per un i així pugui controlar el dron com un vulgui. Per exemple, es pot fer servir sistemes  Arduino(d’arquitectura oberta), Raspberry Pi , APM o CC3D, entre altres que són més professionals però de filosofia de codi obert.

Resumint diria que els elements necessaris que no puc fabricar són molt variats com a motors o hèlixs, bateries o sistema de ràdio, però l’oferta i varietat fan assequible el disseny a mida sense molts problemes.

7.Quina tecnologia utilitza per construir drons? I quins llenguatges de programació i programes informàtics per a programar-los?

N’hi ha molts i i van evolucionant. Jo, concretament, utilitzo els serveis d’empreses que tenen tall per ordinador perquè realitzar-lo un mateix és costós i imperfecte o fins i tot perillós com manipular materials com la fibra de vidre o carboni.

 

 

Després hi ha peces petites i mitjanes que es poden fabricar perfectament amb impressores 3D fent en un moment un recanvi o noves peces en temps mínim i qualitat professional.

Altres tecnologies com l’electrònica, han permès guanyar en menor consum, potència i grandària i estan en el més innovador de nous materials o components més resistents a la calor, vibracions o alimentació. Per exemple abans els controladors de vol eren processadors de 8 bits, bàsics en extrem, però ara són de 32 bits, amb multitud de ports, adaptadors de wifi o bluetooth, a velocitats de procés d’1Ghz o més, amb capacitats de memòria que ens permet controlar el flux de dades procedents de sensors i dispositius com el GPS, per posar un exemple.

Les bateries LiPo (polímeros de liti) estan en el màxim exponent de la tecnologia, un tema molt actual amb els vehicles elèctrics i que ens afavorirà perquè és el mateix punt feble tant de vehicles elèctrics com de drons. Resolt això, les seves evolucions seran imparables.

Els llenguatjes de programació són Python, C, Wiring o llenguatges propers a aquests. Amb eines molt potents per control de dispositius o computació distribuïda. Per fer tot aixó hi ha entorns de desenvolupament avantçat (EDA).

8. Quins permisos necessita per fer servir un dron i com es poden aconseguir?

Principalment dos. Un és la llicència de vol del dron. Atorgat per AESA. I l’altre, la llicència de pilot. Els detalls com que estan canviant és difícil detallar-los, però intentar millorar una situació de mímima de seguretat per crear un espai real de treball per a un sector que està creixent enormement. També això comporta que cal contractar una assegurança de tercers com la del nostre cotxe, bàsicament. Però tot això, és més, si es pot complicar més, diferent en altres països, en alguns no hi ha problema per pilotar drons sense llicències com aquí.

9. Què li ha aportat a nivell tècnic i a nivell teòric la construcció de drons?

 A nivell tècnic, jo vaig fer enginyeria tècnica de telecomunicacions, la teoria era massa i la pràctica molt escassa. Poder treballar amb freqüències de 433Mhz fins 5Ghz i saber utilitzar-les segons la necessitat. Vigilar les possibles interferències, entre elles o inclús que afectin els cables o viceversa em va donar molta experiència. Així com saber realment el que és fer feina amb fusta, alumini, fibres ve amb la experiència. També temes d’obtenció de dades amb sensors i programar els controladors per tractar totes aquestes dades a prou velocita perquè no s’enganxi a terra o amb un arbre o edifici. Tipus de càmeres, lents, enfocament ….

A nivell teòric, temes d’aerodinàmica, suports d’energia, pel tema encara no resolt de les bateries, nous materials, que fan possible estructures robustes amb menor pes. Matemàtiques i física aplicades a la realitat i coneixements general de tot tipus. Però també amistats, raons per viatjar i veure fires, anar a congressos, estar al dia en ciència i tècnica. Es una forma més de créixer i estar en continu moviment.

 

 

 

En definitiva coneixements d’un gran nombre de camps que donen una visió en conjunt de gran valor.

 10.Quina és la metodologia i les fases per construir un dron? Quines són els principals avantatges i inconvenients de construir-lo un mateix?

Són molt concretes. Primer cal definir els límits i característiques principals del dron. Tipus de dron, si és millor una ala fitxa, un quadcopter. El temps de vols mínim ens defineix el tipus de la bateria i capacitat mínima necessària, etc… . I per altra banda i no de menor importància el pressupost i temps per dissenyar-lo. Aixó és a nivell teòric. I pràcticament tot es pot fer amb un paper i una calculadora.

Feim la comanda de materials, motors, hèlixs, bateries i sistemes electrònics ja siguin cámeres, gimbals, receptors de ràdio i GPS, etc…

Desprès a nivell pràctic. Tenim l’opció d’utilitzar models  (estructures) ja existents o mirar d’innovar però podem fer proves d’electrònica, sensors, controladors, motors de propulsió o hèlixs amb drons de proves. Estudiam el comportament de tot un munt de dispositius, vibracions, efectes de radiofreqüència, tipus i tamany d’hèlix, bateries i el pes que tenen, etc…

Quedaria fer proves de vol, per comprovar maniobrabilitat i les capacitats de vol i eficiència.

Per últim seria declarar a AESA el nou dron. I posar la matrícula al dron, visible per quan sigui necessari mirar.

En poques paraules, clar… perquè tot aixó pot dur de 3 fins 6 mesos o inclús més de feina no exclusiva.

11. Ens pot posar un exemple d’un dron autoconstruït i una estimació del temps i del pressupost en peces que es necessita per fer-lo realitat?

El primer i únic gran dron que em varen encarregar es va construir per fases. El temps total va esser prop d’un any però en realitat amb quatre o cinc mesos tot podria haver estat preparat. En el meu cas aquest primer gran dron va formar part del meu aprenentatge. Era un repte ja que es tracta de rendibilitzar el meu temps que altres vegades ja havia utilitzat per fer altres drones per al meu gust sense benefici esperat. El pressupost aproximat prop de dos mil euros. Però al final em vaig gastar bastant més. L’altre de mida més petita, en tres mesos estava llest. Amb proves de vol una mica més. Calcular un pressupost i les hores que un pot dedicar a un projecte és molt complicat però per experiència un va afinant. 

Comprovar que les peces  donen estabilitat, durabilitat i són òptimes de material i pressupost són claus. Però la veritat és que si és per projectes encomanats, no hi hauria pogut viure d’això mai. Per això puc dir que només es una afició, almenys per ara.

12. Ens pot recomanar algunes webs on aprendre sobre drones?

 Hi ha moltes. Per exemple les espanyoles, www.rctecnic.com , www.aerobotica.com , per noticies de aquest món,www.todrone.com per consultar que fan els millors amateurs del monwww.diydrones.com amb blogs , manuals…etc..

13. Què aconsellau que estudiï a un jove que es vulgui dedicar al disseny, construcció i pilotatge de drons? Pot estudiar a les Illes Balears, o ha de sortir fora?

Fins fa poc, tothom havia d’anar fora per poder obtenir un títol de pilot. Actualment a Mallorca a Panamedia es pot obtenir aquest títol.

Per dissenyar encara no existeix cap estudi específic per construir o dissenyar drons, excepte els estudis més genèrics però dedicats a vehicles que volen podria ser la carrera universitària d’aeronàutica en la qual s’estudien sistemes de vol aeronàutics dins d’estructures com fan ara amb avions helicòpters i drons militars.

Encara que un pot fer drons sense haver d’estudiar aeronàutica. Es una qüestió de voluntat per aprendre temes i conceptes que siguin necessaris amb el disseny. Realment no són conceptes esotèrics, al contrari, hi ha a la xarxa i alguns màsters i postgraus que ens apropen a conceptes relacionats com drons.

14. I a un que es vulgui reciclar per a dedicar-se en aquest nou camp que ara sembla estar tant de moda?

 Bé, el millor exemple podria ser jo mateix, que he trobat amb aquest camp el reciclatge i una nova oportunitat de sentir passió per l’enginyeria. Començar amb passes curtes, invertir poc temps i diners… i anar comprovant si li agrada o decidir quin tipus de dron li agrada més , quadcopter, tricòpter, ala fitxa, submarins, flotants, terrestre,etc…n’hi ha tants tipus que és  un món apassionant. Es tracta d’inventar, crear i el límit, encara que sigui un tòpic, és un mateix.

15. Ens pot recomanar una pel·lícula que inspiri el món dels drons?

 N’hi ha moltes. Ara que recordi ràpidament…per exemple “Avatar” on es veu un dron com un vehicle militar encara que és una animació és realment possible, alguns amateurs ho han portat a escala real. “Al filo del mañana” amb Tom Cruise. Aquestes són de caràcter futurista però podrien ser reals. Una altra pel·lícula on apareix un dron que pot ser que algun dia arribi a ser possible és “Oblivion”. Una pel·lícula actual d’ ètica de l’ús militar dels drons encara per estrenar es “Good Kill”. En general apareixen a moltes més pel·lícules, normalment amb tasques de vigilància o d’atac, però sortiran , estic segur, amb moltes més variants.

16. Ens pot recomanar un llibre que expliqui part del relacionat amb el món dels drons?

 La veritat és que no conec cap llibre que expliqui tècnicament com es fabrica un dron, però hi ha molts llibres de àmbit genèric que expliquen els tipus de drons, de la mar , de la terra o de l’aire o explicant les seves utilitats i usos avui en dia i el futur.

Un dron és el conjunt de distints camps tècnics reunits dins d’una estructura que fan feina de forma sincronitzada i eficient… toca molts camps i definir un dron és complicat tècnicament sense cometre l’error de limitar-se a uns tipus de dron.