Esta página fue traducida automáticamente.
Complete una encuesta de 1 minuto sobre la calidad de esta traducción.
Conversión de teléfonos móviles en balizas de búsqueda y rescate
Rescate de vidas durante la transición a 6G
Encontrar a un alpinista perdido en las montañas del estado de Colorado es como buscar una aguja en un pajar, aun con un helicóptero a solo 15 metros sobre las copas de los árboles. Pero un nuevo sistema de detección basado en telefonía móvil, Lifeseeker, está transformando las operaciones de búsqueda y rescate en áreas silvestres al convertir uno de nuestros dispositivos más poderos, el teléfono móvil, en una potente baliza de localización.
"Es muy significativo", dice Tim Durkin, médico de urgencias y coordinador del programa de búsqueda y rescate de Colorado Highland Helicopters. “La aeronave entra en el cañón y de inmediato se adquiere una señal. En un minuto y medio, ha geolocalizado a alguien con precisión de metros”.
Esta capacidad de localización rápida representa un avance revolucionario en la tecnología de búsqueda y rescate. Los métodos de búsqueda tradicionales tienen limitaciones. Los perros rastreadores dependen en gran medida de las condiciones ambientales, como el viento y la humedad. Las cámaras infrarrojas pueden detectar el calor corporal, pero no a través de un bosque denso. Incluso las búsquedas visuales desde helicópteros a menudo no logran detectar a personas que llevan ropa en tonos tierra sobre fondos naturales.
El sistema básicamente convierte un helicóptero de rescate en una torre de telefonía móvil. Después de la instalación, el hardware de Lifeseeker se conecta a tres antenas, dos móviles y una GPS, y crea una señal a la que cualquier teléfono activo en el área de búsqueda intentará conectarse. El sistema rechaza los demás teléfonos y solo se conecta al dispositivo que está buscando específicamente, protegiendo así los datos de otros teléfonos en el área inmediata. Mediante un sofisticado análisis de tiempo de vuelo y procesamiento de señales impulsado por MATLAB®, el sistema puede triangular rápidamente la ubicación del dispositivo de una persona perdida, incluso en áreas sin cobertura móvil.
A pesar de su sofisticación tecnológica, Lifeseeker es fácil de implementar. "Es un sistema plug-and-play", dice Durkin. El equipo de búsqueda y rescate puede instalar todo el sistema en un helicóptero entre tres a cinco minutos, con sólo cuatro conexiones de cables. La interfaz funciona en cualquier tableta a través de Wi-Fi®, mostrando datos en un formato familiar para los pilotos y equipos de búsqueda. Cuando los servicios de emergencia proporcionan el teléfono de una persona perdida, los equipos pueden programar el sistema para que se centre únicamente en ese teléfono, filtrando otras señales móviles en el área de búsqueda.
Misión de búsqueda y rescate con tecnología Lifeseeker. (Vídeo cortesía de CENTUM)
Antenas instaladas debajo de un helicóptero. (Imagen cortesía de CENTUM)
Esta sencillez de uso, combinada con la fiabilidad de los resultados, puede significar la diferencia entre el éxito y la parte más difícil del trabajo de Durkin. “Tener que decirle a una familia que hemos agotado todos los recursos y no podemos encontrar a su ser querido es una de las conversaciones más difíciles en la búsqueda y el rescate”, afirma Durkin. “Es por eso que esta tecnología es tan interesante. “Nos da otra herramienta para localizar a personas mediante un teléfono móvil, algo que la mayoría de la gente ya lleva consigo”.
Tecnología que salva vidas
CENTUM, la empresa española detrás de Lifeseeker, comenzó a desarrollar la herramienta en 2011 con una idea visionaria: convertir los teléfonos móviles en balizas de emergencia. Los fundadores creían que el mercado estaba listo para soluciones de búsqueda y rescate aéreo, pero descubrieron que aún no eran conscientes del potencial de la tecnología móvil.
Para mantenerse a la vanguardia de la rápida evolución móvil y al mismo tiempo cumplir con los rigurosos requisitos de la aviación, tres ingenieros trabajan en la creación de prototipos en etapa inicial de este sistema diseñado, utilizando una variedad de herramientas de simulación para superar los desafíos de detectar y localizar teléfonos móviles en diferentes generaciones de dispositivos y variedad de terreno.
Los primeros prototipos enfrentaron otro desafío importante: la rápida evolución de la tecnología móvil. El sistema inicial de CENTUM, diseñado para redes 2G, estaba casi obsoleto cuando estuvo listo, ya que las redes 3G se estaban volviendo predominantes. Esta experiencia puso de relieve un desafío único que CENTUM tendría que afrontar: unir dos mundos tecnológicos muy diferentes.
“Somos parte del sector de telecomunicaciones, que evoluciona a gran velocidad, pero también somos parte del lento sector de la aviación, donde la seguridad es la principal preocupación y realizar cualquier cambio es complicado para los constructores de aeronaves e integradores de aviónica”, afirma Brais Sánchez Rama, gerente de tecnología de CENTUM.
Para mantenerse a la vanguardia de la rápida evolución móvil y al mismo tiempo cumplir con los rigurosos requisitos de la aviación, tres ingenieros trabajan en la creación de prototipos en etapa inicial de este sistema diseñado, utilizando una variedad de herramientas de simulación para superar los desafíos de detectar y localizar teléfonos móviles en diferentes generaciones de dispositivos y variedad de terreno. La tecnología supervisa el estado de la red móvil comercial dentro de las áreas de búsqueda utilizando identificadores telefónicos específicos de servicios de emergencia y proveedores de telefonía móvil. Una vez ingresados estos identificadores, el sistema puede detectar el teléfono objetivo y analizar señales móviles para estimar la posición de una persona, todo esto teniendo en cuenta variables como el movimiento y la velocidad de la aeronave, las condiciones climáticas y los efectos de propagación de radio provenientes de la red inalámbrica.
Evento de geolocalización de Lifeseeker. (Imagen cortesía de CENTUM)
Simulación antes de prototipos físicos
El proceso de desarrollo comienza con una simulación exhaustiva. El equipo utiliza MATLAB y Simulink® para modelar cómo se comportan diferentes señales móviles en diversos entornos. Este campo de pruebas virtual permite identificar fallos de diseño de forma temprana y optimizar sus técnicas de geolocalización antes de pasar a las pruebas de campo. Uno de los mayores obstáculos técnicos fue garantizar que el sistema pudiera funcionar con cualquier teléfono.
“Poder simular primero nuestro sistema nos permite ser más eficientes. Partimos de problemas abiertos con gran incertidumbre tecnológica y reducimos el alcance mediante simulación”.
“Cada generación móvil utiliza formas de onda, protocolos y estructuras de señales diferentes”, afirma Sánchez Rama. “Nuestro sistema debe funcionar con todas las generaciones de comunicación móvil porque no sabemos si una persona perdida tiene un teléfono 2G, 3G, 4G o 5G”.
Los proveedores de telefonía móvil también despliegan sus redes de manera diferente en cada país, lo que añade otra capa de complejidad. Cuando CENTUM probó por primera vez su sistema en Estados Unidos, no funcionó como se esperaba porque había sido optimizado para redes móviles europeas. La capacidad de simular varias configuraciones de red ayuda a CENTUM a desarrollar soluciones que funcionan independientemente de la ubicación.
El equipo aprovecha más de una docena de toolboxes especializadas durante el desarrollo, incluidas Communications Toolbox™, LTE Toolbox™ y 5G Toolbox™ para generar, modificar y decodificar señales a lo largo de las generaciones. Signal Processing Toolbox™ y Radar Toolbox ayudan a optimizar los métodos de procesamiento. RF Toolbox™, Antenna Toolbox™ y Phased Array System Toolbox™ emulan los efectos del hardware en la cadena de procesamiento de señales, lo cual es crucial para comprender cómo los factores físicos impactan las capacidades de detección.
Mapping Toolbox™ y Navigation Toolbox™ son clave para desarrollar algoritmos de geolocalización que señalen con precisión la ubicación de la persona perdida en el mapa. Los conocimientos y las soluciones derivadas durante las etapas de simulación del sistema, que se basan en MATLAB, se transfieren luego a producción. El sistema permite a los equipos de búsqueda y rescate utilizar una interfaz basada en web que se maneja fácilmente en una tableta o un portátil.
Antes de desplegar actualizaciones en Lifeseeker, el equipo valida sus algoritmos en el laboratorio utilizando dispositivos de radio definidos por software. Estas piezas de hardware, controladas a través de Communications Toolbox, cierran la brecha entre la simulación y el rendimiento en el mundo real.
Tecnología de Lifeseeker utilizada en una tableta para ayudar a localizar a una persona. (Imagen cortesía de CENTUM)
La simulación de diversos entornos y protocolos móviles permite a CENTUM adaptarse a la evolución constante de la tecnología de telecomunicaciones. Los métodos tradicionales requerirían diseñar soluciones en teoría, implementarlas directamente en el software, construir componentes de hardware y realizar pruebas de vuelo para cada iteración: un enfoque significativamente más costoso que requiere más tiempo.
“Poder simular primero nuestro sistema nos permite ser más eficientes”, afirma Sánchez Rama. “Partimos de problemas abiertos con gran incertidumbre tecnológica y reducimos el alcance mediante simulación”. El equipo estima que este enfoque reduce el tiempo de diseño entre un tercio y la mitad en comparación con los métodos tradicionales.
Cuando las pruebas de campo revelan nuevos desafíos, pueden recopilar datos de la misión, analizar estructuras de señales y problemas de protocolo en sus laboratorios y desarrollar soluciones más sólidas a través de la simulación. Este enfoque sistemático ha ayudado a evolucionar desde implementaciones específicas de cada país a un sistema más agnóstico que funciona en diferentes implementaciones de red en todo el mundo.
“Cuanto mayor sea la incertidumbre técnica, más probabilidades tendremos de fallar de algún modo en nuestra primera iteración de diseño”, afirma Sánchez Rama. “Poder fallar tempranamente y sin necesidad de crear prototipos es clave para un ciclo de vida de ingeniería eficiente”.
Salvamos vidas mientras nos preparamos para el futuro
Con más de 220 misiones exitosas en el último año, y muchas más no reportadas debido a restricciones de privacidad, el impacto de Lifeseeker ya ha ayudado a más de 40 clientes en más de 20 países. Una misión con Rega, un servicio de rescate aéreo en Suiza y Liechtenstein, demuestra en particular la capacidad del sistema para salvar vidas.
“La IA será fundamental en 6G. Se espera que los sistemas de radio tengan la capacidad de aprender unos de otros y de sus entornos”.
A primeras horas de una mañana, Rega recibió una alerta sobre una persona mayor perdida en su vehículo desde el día anterior. En colaboración con la policía, Rega identificó la última torre de telefonía móvil a la que se había conectado el teléfono de la persona, dejando aún una enorme área de búsqueda. A las 3 de la mañana, el helicóptero Rega despegó con Lifeseeker a bordo.
Después de unos 10 minutos, el teléfono móvil del conductor se conectó al sistema Lifeseeker. Después de unos minutos, los rescatistas localizaron con precisión el teléfono: El vehículo se cayó por un terraplén y se estrelló en el bosque. El impacto dejó atrapada a la persona dentro del vehículo, con su teléfono fuera de su alcance, entre los escombros. Lifeseeker permitió encontrar el accidente a tiempo para llevar a la víctima al hospital, donde se recuperó con éxito.
Mientras CENTUM mira hacia el futuro, se prepara para la próxima generación de tecnología móvil. 6G traerá nuevos desafíos y oportunidades, particularmente a través de su integración de inteligencia artificial. “La IA va a ser fundamental en el 6G”, afirma Sánchez Rama. “Se espera que los sistemas de radio tengan la capacidad de aprender unos de otros y de sus entornos”. El equipo prevé adaptar sus sistemas a este nuevo paradigma basado en IA utilizando Deep Learning Toolbox™.
Uso del sistema de localización telefónica aerotransportada para búsqueda y rescate. (Vídeo cortesía de CENTUM)
CENTUM también está explorando la integración con redes no terrestres a medida que los futuros estándares móviles evolucionan para fusionar torres terrestres con estaciones satelitales, ofreciendo potencialmente una cobertura perfecta entre las comunicaciones terrestres y espaciales. Mientras tanto, la tecnología de beamforming, que utiliza conjuntos de antenas para controlar electrónicamente la dirección de la señal, ofrece otra vía prometedora para mejorar la precisión de la ubicación.
A medida que la tecnología móvil continúa evolucionando rápidamente, CENTUM mantiene su enfoque en su misión principal: convertir los teléfonos móviles de todos los días en potenciales salvavidas. Su enfoque de desarrollo, que equilibra el rápido cambio tecnológico con los rigurosos requisitos de seguridad de la aviación, continúa mejorando las capacidades de búsqueda y rescate en todo el mundo, una misión a la vez.
Más casos prácticos
STARTUPS / PROCESAMIENTO DE SEÑALES
NanoSemi mejora la eficiencia de sistemas para 5G y otros productos de RF
SECTOR AEROESPACIAL
Diseño y pruebas virtuales de un dron de rescate autónomo aceleran el desarrollo del producto
Startup construye un sistema de evacuación de emergencia basado en drones
