Una empresa española pasa del GPS a la IA para orientar drones militares

En las películas del Oeste, era frecuente que los protagonistas echasen mano de un indio nativo a modo de GPS. El consultor geográfico no echaba la mirada al cielo para orientarse, sino que rastreaba el suelo para buscar huellas, señales en las montañas o en la vegetación. Pues esto es justo lo que hace la tecnología de la compañía madrileña UAV Navigation, y que tiene encandilados a muchos fabricantes de drones internacionales.

El Global Positioning System es una tecnología increíble, que desarrollada por los militares de DARPA, cambió muchas cosas también para civiles. Pero no es infalible, su funcionamiento no es garantizable al 100%, a veces se pierde la señal, o lo que es peor: se puede alterar y con ello engañar a las aeronaves. Unos discretos madrileños han dado con una solución, tirando de inteligencia artificial.

Inteligencia artificial y fotografías

El 4 de diciembre de 2011 los militares estadounidenses perdieron un dron RQ-170 Sentinel sobre el siempre sensible territorio iraní. Los persas no lo derribaron, sino que en cierto modo le ordenaron aterrizar. Lo que hicieron fue hackear su sistema de orientación, y el aparato pensó que se encontraba en unas coordenadas en las que le tocaba tomar tierra. «Hay dos formas de engañar a un GPS», explica Miguel Angel de Frutos, director de UAV Navigation. «Una es mandando una señal falsa, y otra es a base de enviar tantas señales que los receptores colapsan y acaban suspendiendo su funcionamiento».

De Frutos nos atiende en la sede de la compañía, en un polígono industrial de las afueras de Madrid, y muy cerca de un Ikea. Por fuera y por su anodino aspecto, podrían pasar por una distribuidora de papel, o un laboratorio de prótesis dentales. La sorpresa se la suelen llevar los mensajeros, cuando acceden al interior para entregar paquetes, y se encuentran con pizarras repletas de cálculos matemáticos, drones colgando del techo, pantallas de videoconferencias con militares extranjeros, y la tremenda juventud de una empresa que se ha convertido en referencia entre los fabricantes de drones. Sobre las mesas y estanterías hay objetos extraños, de corte tecnológico. Nadie lleva traje o corbata, y sí mucha camiseta. Puedes toparte a alguien modificando código informático en una pantalla como las de Matrix, y enfrente una videocharla con un interlocutor al otro lado del mundo.

Con frecuencia hay gente que trabaja a horas exóticas; cosas de atender a clientes con husos horarios alternativos. En una esquina hay una pequeña línea de producción, donde los encargados de la manufactura montan y embalan los dispositivos, a los que antes se les ha sometido a las pruebas de resistencia propias de las especificaciones militares. Impacto, humedad, temperaturas extremas, vibración, radiaciones, etc.

Procesamiento de visión artificial 

«Una vez estuvimos haciendo una demostración a unos militares en Israel. Tras suspender la señal de GPS, el único dron que seguía volando era el nuestro; el resto se cayeron», afirma este ingeniero aeronáutico. Sin el sistema de orientación la capacidad de vuelo queda comprometida, y es por ello que su sistema es líder en la materia desde 2014. Los aparatos equipados con los sistemas de UAV Navigation pueden volar sin depender de señales externas, ejecutar su misión, y volver. En realidad la compañía no crea drones, sino sus tripas. Su producto estrella es una suerte de ordenador del tamaño de dos paquetes de tabaco, que aglutina, almacena y procesa imágenes tomadas por la misma aeronave.

Los controladores le programan una trayectoria y una misión, en un recorrido de ida y vuelta. El dron toma fotos de la superficie con las cámaras instaladas a bordo, que pueden capturar imágenes tradicionales, térmicas o de infrarrojos. Una vez en su memoria, el software las va alineando y genera un mapa propio sin necesidad de buscar puntos singulares como edificios o árboles. Lo que hace es analizar puntos del tamaño de un pixel, en los que compara gradientes de colores, líneas, un cultivo, vegetación, tonalidades de la tierra, y las contrasta según la hora y como incide en ellas la luz solar. En esencia lo que hace es crearse su propio mapa, al que da la vuelta para volver sobre sus pasos hacia la base o pilla de su memoria en misiones previas.

Con la aplicación de inteligencia artificial y el análisis automatizado de imágenes han eliminado de un plumazo la intervención humana y la dependencia de ayuda externa. Es su capacidad de percepción del entorno lo que resta protagonismo al operador. Sus clientes les escogen por la autonomía que otorga al sistema, que va tomando decisiones sobre la marcha, algo que ha sorprendido mucho a militares israelíes y estadounidenses, que no disponen de nada parecido. 

Uso civil del GPS también en riesgo

Hace unos años un exótico incidente trajo de cabeza a policía y propietarios de drones domésticos en Inglaterra. Sus usuarios los mandaban al cielo, y a los pocos minutos desaparecían de su vista para no volver a aparecer nunca más; los aparatos se desvanecían en el aire. La investigación condujo hasta un ciudadano ruso que se aprovechaba de una vulnerabilidad en el sistema operativo de las aeronaves. Tras una actualización de software, el tipo encontró un agujero por el que colarse en el receptor GPS de los drones. Desde tierra les remitía datos falsos acerca de su posicionamiento, los engañaba, y les ordenaba aterrizar lejos de sus dueños.

Y es que el receptor GPS es hackeable; los más sencillos tienden a aceptar las órdenes del emisor más potente, y desechan los datos de otros que reciben con menos potencia. Desde enero de 2022 existe una regulación al respecto, la de poder o no degradar de forma voluntaria la señal de posicionamiento, incluso aunque el GPS tenga dos bandas, la E1 es la pública y la E2 la militar. También puede ocurrir si se echa mano del sistema Galileo, mucho más protegido. Siempre cabe la posibilidad de que no haya acceso a la constelación de satélites, la señal se pierda, o sea víctima de la gamberrada de un vecino a la hora de recibir un paquete volando, por ejemplo. 

UAV Navigation pertenece al grupo español Oesía, opera desde hace veinte años y aunque mantienen líneas de comunicación con clientes nacionales, alrededor del 75 % de las ventas son en el extranjero. Participar en programas del calado de los Eurofighter EF-2000, A-400M, F-18, comunicarse en inglés a diario, y que dos tercios de sus empleados sean ingenieros superiores, han hecho de esta compañía de 35 empleados una entidad fibrosa, innovadora y rentable.

Llevan vendidos más de ocho mil de estos sistemas, que diseñan, prueban y manufacturan bajo el mismo techo de San Sebastián de los Reyes. Casi la mitad de sus ingresos se destinan a investigación y desarrollo permanentes, porque según ellos, «la innovación es la única manera de estar en el mercado, de no ser así, quedaríamos fuera». De momento están dentro, vendiendo soluciones de las que otros no disponen, y en un mercado que va a más de manera expansiva. Y todo desde una anodina nave industrial en un polígono cerca de una tienda de muebles suecos…