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El suroeste de Estados Unidos es una región que combina un paisaje áspero, temperaturas extremas y varias otras amenazas no ambientales que pueden crear obstáculos peligrosos para quienes patrullan la frontera. El territorio es vasto y monitorearlo es fundamental para la seguridad de los Estados Unidos, es por eso que la Dirección de Ciencia y Tecnología (S&T) está ofreciendo a la Oficina de Aduanas y Protección Fronteriza (CBP) una nueva tecnología que puede ayudar a mejorar las capacidades del personal de CBP, al tiempo que aumenta su seguridad.
S&T tiene un conocimiento profundo de las necesidades tecnológicas de CBP en el campo. En su función como brazo de investigación y desarrollo del Departamento de Seguridad Nacional (DHS), S&T siempre está identificando soluciones para respaldar la compleja misión de CBP. Por ejemplo, S&T actualmente está complementando el personal humano bípedo de CBP con refuerzos mecánicos cuadrúpedos para ayudar a la agencia a asignar mejor los recursos. En este caso, el mejor amigo del hombre llega con un toque muy futurista.
“La frontera sur puede ser un lugar inhóspito para el hombre y la bestia, y esa es exactamente la razón por la cual una máquina puede sobresalir allí”, dijo Brenda Long, gerente del programa de ciencia y tecnología. “Esta iniciativa liderada por S&T se enfoca en los Vehículos de Vigilancia Terrestre Automatizados, o lo que llamamos 'AGSV'. Esencialmente, el programa AGSV tiene que ver con… perros robot”.
El objetivo del programa es aprovechar la tecnología para aumentar la presencia de CBP, y a la vez reducir la exposición humana a peligros que amenazan la vida.
Al principio, CBP expresó su interés en una solución de drones terrestres de cuatro patas, y Long estaba más que feliz de ponerse a trabajar en ello. El Programa AGSV de S&T colaboró con Ghost Robotics, un socio de la industria que desarrolla sistemas AGSV avanzados, para lograr el objetivo. Cuando se incorporó a Ghost Robotics, vieron la oportunidad de rediseñar una versión de su perro robot preexistente para la misión multifacética de CBP.
Según Gavin Kenneally, director de productos de Ghost Robotics, su perro robot de 100 libras fue creado exactamente para el tipo de trabajo que CBP necesita hacer: “Es un robot cuadrúpedo resistente. Atraviesa todo tipo de terreno natural, como arena, rocas y colinas, así como entornos construidos por humanos, como escaleras. Es por eso que quieres piernas y no huellas”.
Debido a las exigencias de la región, agregar refuerzos mecánicos cuadrúpedos es un uso inteligente de los recursos. A pesar de los peligros, y tal vez incluso usándolos como tapadera, hay muchos tipos de actividades ilegales que ocurren en las duras zonas fronterizas.
“Al igual que en cualquier otro lugar, tiene su comportamiento delictivo estándar, pero a lo largo de la frontera también puede haber contrabando de personas, contrabando de drogas, así como contrabando de armas de fuego o incluso armas de destrucción masiva”, explicó el agente Brett Becker de la Equipo de Innovación de CBP (INVNT). “Estas actividades pueden ser realizadas por cualquier persona, desde un solo individuo, hasta organizaciones criminales transnacionales, terroristas o gobiernos hostiles, y todo lo demás”.
Becker explicó los peligros y agregó: “Al operar en el desierto o las montañas, los agentes y oficiales tienen que lidiar con el terreno accidentado, el alto calor y la humedad, y luego, por supuesto, pueden encontrarse con aquellos que desean hacer daño. Pero también hay muchos riesgos más cerca de casa. Por ejemplo, cuando las misiones llevan a los Operadores Tácticos de la Patrulla Fronteriza a pueblos, ciudades o puertos, pueden encontrarse con condiciones ambientales peligrosas, individuos volátiles o amenazas hostiles. Todas estas situaciones pueden ser inherentemente peligrosas”.
Los desafíos que enfrenta CBP no se pierden en Long: “Una gran parte de nuestro trabajo aquí en S&T es comprender las necesidades operativas actuales de nuestros componentes de DHS y encontrar tecnologías innovadoras para respaldarlos. Estamos muy conscientes de que la misión de CBP es amplia y los riesgos para el personal son muchos, y es por eso que el trabajo de S&T para llenar los vacíos de capacidad es tan crítico. Y es precisamente por eso que creemos que la solución del perro robot encaja tan bien”.
S&T ha estado trabajando con CBP, Ghost Robotics y el equipo durante aproximadamente dos años y medio en especificaciones, desarrollo y pruebas de capacidad. Esta colaboración ha producido importantes avances centrados en la misión de CBP para la plataforma AGSV.
Para S&T, la creación y gestión de asociaciones (tanto interinstitucionales como públicas/privadas) es una parte integral de la ejecución de su misión. S&T también entiende que la buena comunicación es esencial en cualquier relación, y eso es especialmente cierto cuando se trata de sus valiosos socios.
“Después de hablar con nuestros socios en CBP INVNT, formamos un equipo y, juntos, identificamos las brechas de capacidad, definimos los desafíos y desarrollamos criterios y simulaciones de prueba denominadas 'ejercicios de casos de uso'. Luego, habiendo fijado el listón de las expectativas para la tecnología, le comunicamos todo eso a nuestro artista”, dijo Long.
Antes de pasar a la fase de ejercicio del caso de uso, los perros robot primero fueron a una instalación en Lorton, Virginia, para la fase de "integración inicial de la carga útil". Las llamadas "cargas útiles" son paquetes de video y otros sensores que, después de montarse en el perro robot, pueden transmitir video en tiempo real y otros datos al humano que opera o monitorea el AGSV. El equipo evaluó la facilidad y la integración de cargar diferentes cámaras, sensores y radios de carga útil en los AGSV, y luego probó su capacidad para controlarse desde una computadora portátil o un control remoto de mano. También se evaluó el movimiento sobre asfalto, pasto y colinas. Habiendo superado con éxito los hitos en Lorton, las cosas se trasladaron a El Paso, Texas, para realizar pruebas y evaluaciones avanzadas
A lo largo de la frontera, los desafíos aumentaron a medida que comenzaron los ejercicios de casos de uso. Esta fase evaluó las capacidades de los perros robot en escenarios realistas.
El equipo de Long trabajó con la Dirección de Sensores Electrónicos y Visión Nocturna del Ejército de Estados Unidos (NVESD) y Ghost Robotics para garantizar que los perros robot estuvieran preparados para participar en un conjunto diverso de tareas de evaluación. Los ejercicios de casos de uso de El Paso requerirían la capacidad de maniobrar en entornos hostiles, operar en espacios reducidos y no inmutarse por las altas temperaturas, así como por las condiciones de poco oxígeno, situaciones que son especialmente peligrosas para los agentes y oficiales de CBP.
“En pocas palabras, los perros robot necesitarían (en sentido figurado) saltar muchos aros y mostrar una cantidad significativa de adaptabilidad a la misión”, señaló Long.
En un ejemplo de la flexibilidad deseada de la plataforma, Ghost Robotics diseñó sus capacidades de carga útil como un sistema abierto. El beneficio allí es que facilita la integración de diferentes tipos de cámaras (de 360 grados, térmicas, de visión nocturna, zoom, etc.) y sensores (químicos, biológicos, radiológicos, nucleares, etc.) en los robots. Una vez montada, la carga útil se conecta a la CPU de alto rendimiento que ejecuta el AGSV. Durante el uso, el AGSV mantiene una conexión con el operador a través de frecuencias estándar, como radio, Wi-Fi, GPS u otros medios.
Para garantizar que los AGSV pudieran cumplir lo prometido, se probaron subiendo colinas, bajando barrancos y sobre rocas, todo mientras transportaban 20 libras de carga útil.
Luego, la prueba pasó a una instalación de entrenamiento cubierta que se construyó para replicar un edificio residencial. Allí, los perros robot se encontrarían con un escenario que simulaba ser recibidos por individuos potencialmente hostiles. Configurado en el modo conducido por el operador y utilizando la conexión inalámbrica, el operador maniobraría los AGSV para ingresar a la estructura, moverse por los pasillos y mirar alrededor de las esquinas, así como subir escaleras.
Más tarde, en una zona desértica, los perros fueron programados para actuar como centinelas simulados. Bajo esta configuración de modo autónomo, los AGSV se dirigieron e hicieron giros cuando alcanzaron puntos de ruta de GPS predeterminados. Después de completar su circuito, regresaron a la base. Esto se hizo tanto de día como de noche.
Las pruebas adicionales incluyeron poner a los perros a prueba en inspecciones simuladas en el exterior, el interior y debajo de los vagones del tren en los patios ferroviarios.
Las pruebas de resistencia también fueron una parte importante de los ejercicios generales. Se recopilaron datos sobre la duración de la batería y el impacto del terreno en esa resistencia. Afortunadamente, cuando el equipo de Ghost Robotics estaba trabajando en su perro robot para CBP, el equipo centró mucha energía en la eficiencia del motor. Su objetivo era garantizar que el perro a batería pudiera completar misiones más largas con la máxima carga útil a bordo. También diseñaron su AGSV para que fuera extremadamente ágil.
Kenneally dice que las patas de su perro robot son tan avanzadas y sensibles que "tiene la capacidad de sentir a través de sus motores y puede estimar las fuerzas de fricción y corregir automáticamente el terreno irregular o resbaladizo". Esta capacidad de autocorrección lo convierte en una plataforma ideal para operaciones todoterreno en múltiples entornos.
Algunos de los otros mecanismos que evaluó el equipo fueron el mantenimiento y la reparación básicos en el campo, como la facilidad de cambiar las bandas de rodadura desgastadas.
De cada uno de los ejercicios se recopiló información valiosa. Long explicó el proceso: “Cuando la industria desarrolla un prototipo, nosotros (junto con nuestros socios en el campo) evaluamos la nueva tecnología y damos retroalimentación al desarrollador. De esa manera, la próxima iteración de la tecnología logra lo que necesitamos que haga y, por lo tanto, llena el vacío de capacidad al que nos dirigimos”. El beneficio para la industria es que los artistas pueden potencialmente posicionarse para ser aún más útiles para CBP en el futuro, cuando los prototipos se conviertan en productos comerciales disponibles para la adquisición.
Supervisar programas para desarrollar y probar perros robot en escenarios del mundo real es un gran ejemplo de cómo S&T se dedica a traer los avances más innovadores a sus componentes DHS.
Long desmitificó el programa AGSV al decir: "La tecnología como los drones semiautónomos (aéreos, terrestres e incluso acuáticos) se utilizan de manera efectiva como multiplicadores de fuerza en otros lugares, y los perros robot no son diferentes".
En el futuro, ¿podrían las bestias de carga metálicas asumir parte del trabajo operativo físicamente exigente y peligroso para convertirse en un agente de CBP o en el mejor amigo de un oficial ?
Después de completar con éxito los escenarios de casos de uso (que confirmaron las capacidades del mundo real), el trabajo del perro robot continuará con S&T a la cabeza. Por lo tanto, no se sorprenda si en el futuro vemos al robot "Fido" en el campo, caminando al lado del personal de CBP.
