El laboratorio de Robótica de la UMA orbita en la Luna y Marte

«Un pequeño paso para el hombre, pero un gran salto para la humanidad». Neil Armstrong pasó a formar parte de la historia con esta frase tras ser la primera persona en pisar la Luna. Y es que llegar al satélite terrestre por primera vez no fue solo obra del astronauta, sino que implicó el sudor y la creatividad de numerosos investigadores y científicos. Sin embargo, 54 años después, la carrera espacial continúa y la ambición del ser humano por llegar a lugares inexplorados sigue avanzando a diario. Cada vez, más investigadores e instituciones encuentran nuevas formas de explorar el universo, sin importar que sea desde la Tierra o enviando satélites o robots especializados.

Y los investigadores del Laboratorio de Robótica Espacial de la UMA no iban a ser menos. De nuevo, el equipo malagueño se ha embarcado en una misión como copiloto de la Agencia Espacial Europea (ESA). Lo que empezó siendo una breve estancia en 2014 por parte del investigador y doctor ingeniero en Informática de la UMA Carlos Pérez del Pulgar en la ESA, ha terminado convirtiéndose en 2022 en la firma de tres nuevos proyectos dedicados a la exploración planetaria de Marte y la superficie del satélite terrestre, y la creación de entornos virtuales.

El primero de ellos, coordinado por la empresa española GMV Aeroespace and Defence S.A, podrá ser una realidad a partir de marzo, y consiste en el diseño y construcción de un rover experimental que permita la exploración de la superficie lunar a alta velocidad. «Realmente en el espacio ir a alta velocidad no es como en la Tierra. El rover, obviamente, no va a ir a 100 ni a 200 km/h, lo que realmente se plantea como alta velocidad es un metro por segundo, que más o menos equivale a una persona andado rápido», señala Carlos Pérez del Pulgar.

Para ello, han dedicado horas y horas en elaborar el diseño, días y días para perfilar todo tipo de detalles y numerosas semanas para la parte de la autonomía –a lo que llaman el guiado, la navegación y el control— para que el vehículo sea capaz de ir de un punto a otro de manera autónoma sin que nadie tenga que operar; que sea capaz de evitar los obstáculos y siga el camino que se ha planificado.

Un destino: el planeta rojo. Una misión, trasladar un trocito del planeta al laboratorio malagueño. Es por ello que el segundo proyecto, coordinado por la empresa suiza Sirin Orbital System Ag, pretende recopilar toda la información de Marte posible, tanto de los vehículos de exploración planetaria que hay allí como de información que está haciendo pública la NASA y fotografías de los satélites, con la finalidad de utilizar la inteligencia artificial para crear un entorno virtual lo más parecido posible a la realidad del planeta.

En este trabajo, el laboratorio contribuye con los métodos que han desarrollado para el reconocimiento de terrenos en el marco de un proyecto de investigación financiado por la Junta de Andalucía, así como en el empleo de diferentes sensores para la reconstrucción de escenarios de exploración planetaria.

El objetivo de crear este entorno, tal y como explica Pérez del Pulgar, es para probar si los vehículos espaciales serían capaces de funcionar sobre la superficie del planeta o realizar tareas complejas. Además, también servirá como escenario para entrenar a futuros astronautas, ya que «si son capaces de moverse y realizar las actividades correctamente en este terreno serán capaces de moverse en ese entorno», asegura el profesor de la UMA.

La última expedición despega directamente de la Agencia Espacial Europea para aterrizar en el territorio malagueño. En este caso, la misión está dedicada al empleo de inteligencia artificial para la mejora de información que reciben los vehículos de exploración planetaria y de la capacidad de mejorar el entorno. Es decir, «si hay problemas de autoimágenes con las cámaras, de polvo, luminosidad, problemas con las piedras o de altas temperaturas, intentar dar una solución a través de la inteligencia artificial, aunque sea un proceso tedioso y lento», explica el profesor de la universidad.

El error y el acierto es un proceso inevitable por el que hay que pasar cuando se hace una implementación en la realidad. Sin embargo, y a pesar de las dificultades con las que se pueden topar uno durante la investigación, «la satisfacción de conseguir que funcione todo, tal y como estaba estipulado, es irremplazable», garantiza la colaboradora y alumna del Grado Laura Mantoani.

Para facilitar el trabajo, la Agencia Espacial Europea cedió, la última semana de enero, uno de sus rovers experimentales a la Universidad de Málaga para que estudiantes puedan trabajar en incrementar su autonomía durante un trayecto de dos años, mucho más tiempo del que tuvieron en el proyecto anterior. «Es una experiencia única y muy enriquecedora porque cuando trabajas con un rovers experimental estas más cerca de la realidad. Nosotros podemos hacer muchas pruebas en el ordenador, hacer simulaciones, incluso, recrear entornos virtuales donde podamos ver cómo funciona el vehículo, pero, claro, en un ordenador no vas a ser realmente consciente de los problemas que te puedes encontrar en la realidad», señala Pérez del Pulgar.

«Increíble» fue la palabra que les pasó por la cabeza a Gonzalo Paz y Laura Mantoani cuando el profesor les comentó que volverían a trabajar con este vehículo. «Cuando lo vi por primera vez quedé alucinado con la tecnología tan avanzada y fue una gran oportunidad poder trabajar con ella. Pero, de repente, me encuentro con la oportunidad de poder trabajar con este vehículo en nuestra propia casa, dentro de la Universidad de Málaga. Es una oportunidad alucinante», asegura el estudiante Gonzalo Paz.

El grupo de Ingeniería de Sistemas y Automática de la UMA está liderado por el catedrático Alfonso García Cerezo. El investigador principal de los tres proyectos es el profesor Carlos Pérez del Pulgar, cuyos compañeros de tripulación son diez estudiantes de doctorado, máster y grado que provienen principalmente de la Escuela de Ingenierías Industriales de esta universidad. «Normalmente solemos tener menos estudiantes, pero al contar con tres proyectos a la vez hemos querido aumentar las posibilidades del alumnado de solicitar esta increíble experiencia», confirma el investigador principal de los proyectos.

Está previsto que entre 2023 y 2024 finalicen los tres proyectos, aunque todo apunta a que no serán los últimos en elaborarse con la Agencia Espacial Europea. «Estamos creciendo muchísimo. Al principio, solo éramos un laboratorio pequeñito que teníamos buena relación con la ESA, pero ahora contamos con tres proyectos con ellos, lo que significa que ya tenemos una relevancia dentro del sector en Europa. Esto nos abrirá la puerta para futuros proyectos europeos y en algunas ofertas para la industria», confiesa el colaborador del proyecto y estudiante de Doctorado Gonzalo Paz.

A pesar de su gran influencia a nivel europeo, las bases principales de este laboratorio no se centran solo en la investigación y en la búsqueda de nuevos proyectos, sino utilizar estas oportunidades para involucrar a los estudiantes y así conseguir también abrirle un camino en la industria de la robótica espacial.

El despegue del Laboratorio de Robótica Espacial con la ESA –que hizo que la UMA figurase en las listas de los centros importantes en avance de la robótica espacial en Europa— fue en 2016. Una UMA más novata comenzaba su aventura por el espacio con un proyecto pionero que consistía en fabricar un programa informático capaz de conducir un rover de manera autónoma por la superficie de Marte con el objetivo de encontrar evidencias de vida en el planeta.

A través de esos algoritmos de planificación de camino de vehículos de exploración planetaria, la Escuela de Ingenierías Industriales se fue «abriendo paso en el mundo de la robótica espacial» y consiguió colaborar de nuevo con la ESA en la habilitación de un brazo articulado para que el rover pudiera recoger muestras sobre el terreno rojo. Posteriormente se incrementó la autonomía de los rovers y se desarrolló un sistema de software de guiado, navegación y control de vehículo, que mediante algoritmos de inteligencia artificial «es capaz de desplazarse con mayor autonomía en busca de muestras que son recogidas por las cámaras del propio vehículo y por un manipulador dotado de una pinza», reconoce Pérez del Pulgar.

A día de hoy, las colaboraciones con la Agencia Espacial Europa han hecho mejorar la imagen de la UMA, tanto en el ámbito local como en el ámbito internacional. El logotipo de la Universidad sellado en un proyecto europeo es para «sentirse bastante orgulloso», reconoce el investigador, quien asegura que esto es solo el inicio de muchas experiencias. Y lo que supone un pequeño paso para el conocimiento en robótica espacial es un gran salto para la UMA.