He estado trabajando con drones desde 2014, pero el estallido de la guerra en Ucrania marcó un punto de inflexión en mi carrera. Desde 2022, mi enfoque ha cambiado a explorar cómo los drones se pueden usar para automatizar el desminado humanitario, qué capacidades necesitan y cómo la tecnología puede hacer que estos esfuerzos sean más seguros y más eficientes. Como parte de este trabajo, sigo de cerca el Centro Internacional de Deminación Humanitaria de Ginebra (Gichd), asistir a sus eventos y comprometerse regularmente con sus expertos.
Teniendo en cuenta las soluciones basadas en drones combinadas con IA, en realidad son útiles solo en la etapa de la encuesta no técnica (NTS) del proceso de desminación humanitaria. Significa que los drones escanean grandes áreas y recopilan datos. Luego, un modelo de aprendizaje automático analiza estos datos a las regiones de marcado que podría contener minas. No son los lugares exactos de las minas.
La encuesta técnica (TS), que confirma y mapas de áreas contaminadas, todavía se basa en private con detectores de metales, perros entrenados y máquinas de desminación mecánica. Entran en el área minada para identificar las ubicaciones exactas de los peligros.
El proceso sigue siendo largo, arriesgado y costoso:
Las minas también continúan siendo una amenaza para los civiles, al menos había 5,757 minas/víctimas ERW en 2023.
En esta publicación, explico por qué las soluciones actuales basadas en drones no funcionan para la encuesta técnica (la etapa más costosa y lenta en este momento) y comparto lo que veo como la mejor manera de solucionarlo.
Detectar minas debajo del suelo o la vegetación es casi imposible
Los drones con cámaras ópticas o térmicas estándar generalmente capturan imágenes desde un solo ángulo orientado hacia abajo. Este enfoque funciona bien para detectar anomalías a nivel de superficie, pero no puede detectar minas enterradas o ocultas. Por esta razón, los drones se usan principalmente para encuestas no técnicas en desminado humanitario.
Una de las soluciones de primera línea – Protected Professional AI – informa que solo tienen una tasa de detección del 5 por ciento en regiones con árboles y arbustos.
Aunque es menos relevante para Ucrania, donde la mayoría de las minas están dispersas en el sueloen lugar de enterrada, la situación es muy diferente (por ejemplo) para Camboya:
- Quedan 4-6 millones de minas terrestres de conflictos en los años setenta y años 90
- Más de 64,000 víctimas desde 1979, con niños como víctimas principales
Las minas de metallic no metálicas y viejas son más difíciles de detectar, incluso en la superficie
Las minas no metálicas presentan una porción significativa de las minas terrestres en las zonas de conflicto actuales y anteriores. Están diseñados intencionalmente para evitar la detección por detectores de metales convencionales.
Visualmente, las minas no metálicas son difíciles de detectar. No brillan, se destacan en imágenes o se presentan bien en las cámaras térmicas. Los detectores de metallic y los magnetómetros los pierden o activan demasiadas falsas alarmas.
Por lo tanto, las herramientas de detección de drones actuales a menudo se pierden por completo las minas no metálicas.
Cuando se trata de minas de metallic antiguas, la corrosión cambia la forma en que se ven y se comportan, por lo que se mezclan con el suelo y responden mal a las herramientas de detección. Los deformes son aún más difíciles de identificar en las imágenes.
Y debido a que estas minas son más difíciles de detectar, tardan mucho más en encontrar y eliminar, o permanecen ocultos y ponen en riesgo tanto los deminadores como los civiles.
Clima y dependencia diurna
Si estamos hablando de drones con RGB y cámaras multiespectrales, requieren luz del día. En áreas nubladas, de poca luz o sombreada (bosques, ruinas), calidad de imagen y caída de detección de objetos también.
La detección térmica, a su vez, funciona mejor al amanecer o al anochecer, cuando el suelo y el mío difieren en temperatura. Durante el mediodía, el sol calienta todo por igual, reduciendo el contraste.
Mientras que la lluvia y el suelo húmedo difuminan los detalles de la superficie, altere el shade y la temperatura del suelo, y puede ocultar la alteración del suelo o las anomalías térmicas. La nieve solo cubre los marcadores visuales e iguala la temperatura de la superficie, lo que hace que las minas no sean indetectables.
Los drones voladores solo en ciertos momentos ralentan considerablemente incluso la etapa de desminación NTS, especialmente en áreas con un clima impredecible.
La tecnología es muy costosa
En 7 países afectados, estimado antipersonal El área de contaminación de la mina alcanza más de 100 km².
De acuerdo a Pruebas en Ucraniadesechando con la nueva tecnología puede cortar Cuesta de $ 3000-5000 a $ 600-800 por hectárea, que todavía cuesta $ 70,000 por kilómetro cuadrado. Y en algunas áreas, bien puede exceder el precio de la tierra en sí.
La razón principal de los altos costos son las múltiples falsas alarmas tratadas como amenazas reales. En promedio, un equipo elimina más de 50 minas sospechosas para encontrar solo una mina terrestre actual.
La mayoría de las áreas muy contaminadas se encuentran en los países en desarrollo. No pueden permitirse la desminación sin fondos de organizaciones o gobiernos internacionales.
Los costos también son demasiado altos para que las empresas salgan. Una vez que el desminado se vuelve lo suficientemente barato, las empresas podrían arrendar tierras contaminadas con minas con la condición de que lo aclaren. A cambio, obtendrían un uso a largo plazo por un precio simbólico y algunas exenciones fiscales.
Una solución?
Con mi equipo, exploramos métodos que recopilan más datos, pueden ver a través del follaje y el suelo, y aún así mantener una resolución suficiente.
Un ejemplo de una dirección de desarrollo prometedor es una Proyecto de investigadores de la Universidad de Oviedo. Están probando un sistema de radar de apertura sintética de penetración en el suelo basado en una matriz (GPR-SAR) montado en un UAV.
Su validación en vuelo en escenarios realistas demostró que la tecnología resuelve los siguientes problemas:
1) El radar señala la ubicación de la mina con precisión, dejando solo el desarmador o la destrucción que se realizará manualmente.
Con el uso de todas las rutas de radar posibles (configuración totalmente multiestática), obtuvieron imágenes de alta resolución donde los objetivos enterrados parecían más brillantes y claros. Y pudieron detectar objetivos desafiantes con precisión, como objetos pequeños, no metálicos y superficiales enterrados como minas terrestres plásticas antipersonal, placas de presión de madera y tuberías de PVC.
2) La solución puede trabajar día o noche, en un clima variado e incluso con vegetación moderada.
Cómo funciona:
- Envía pulsos de radar al suelo.
- Detecta reflexiones a partir de cambios subsuperficiales (por ejemplo, plástico, metallic, vacíos).
- Construye imágenes subsuperficiales en 3D con precisión a nivel de centímetro combinando señales de radar a partir de múltiples pares de transmisor-receptor (TX-RX) y posiciones de vuelo.
La solución todavía tiene sus limitaciones, pero según mis antecedentes, es la dirección más relevante de investigación y desarrollo en este momento.
Una de las principales fortalezas de GPR es la cantidad de datos que puede recopilar. Más datos significa que los investigadores pueden mejorar la precisión en la etapa de reconocimiento/clasificación con IA. Esto lleva a un trabajo más eficiente de encuestas y autorizaciones y cut back los costos generales en un 50% o más.
