Un Rover en la UMA con destino a Marte

Un destino. El planeta rojo, Marte. Un despegue de Málaga a la Agencia Espacial Europea con la intención de salir en vuelo. Ingenieros de la Universidad de Málaga llevan trabajando en colaboración con la Agencia Espacial Europea (ESA) en labores relacionadas con la exploración planetaria desde 2016. Las labores experimentales se han podido realizar en las instalaciones universitarias de la Universidad de Málaga con un Rover cedido por la propia Agencia que simulaba la recogida de muestras en Marte para su posterior envío a la Tierra.

El prototipo del vehículo llegó en septiembre a la Escuela de Ingenierías Industriales y en él trabajaban los integrantes del Laboratorio de Robótica Espacial, perteneciente al Grupo de Ingeniería de Sistemas y Automática, liderado por el catedrático Alfonso García Cerezo. El investigador principal, el profesor Carlos Pérez del Pulgar, contaba con la colaboración de los estudiantes de Doctorado Gonzalo Paz y Raúl Castilla, así como los alumnos de grado Emilio Hernández y Laura Mantoani.

El laboratorio de robótica espacial comenzó en 2016 con la firma de un contrato con la Agencia Espacial Europea para el incremento de la autonomía en vehículos de exploración planetaria, es decir, aquellos robots que se envían a Marte, aunque algunos también se envían a misiones en la Luna. El investigador principal del proyecto, Carlos Pérez del Pulgar, explicaba que dentro de ese contrato inicial se comenzó trabajando en el desarrollo de algoritmos de planificación de camino. «Esto es, básicamente, que el vehículo está en un sitio, tiene que ir a otro y, en base a esta misión, tiene que ser capaz de planificar el camino más óptimo para llegar de un punto a otro», explicaba Carlos Pérez desde su despacho en la Escuela de Ingenierías Industriales.

La contribución de Europa en este proyecto es un Rover y quieren que sea capaz de ir a buscar las muestras que ya se están dejando en Marte por el Rover Perseverance de la NASA y traerlas de vuelta a una estación base que habría en Marte y que sería la encargada de lanzarlas de vuelta hacia la Tierra. «El vehículo tiene que ir a recoger las muestras, por lo que requiere estar dotado de una mayor autonomía para poder ir a donde están las muestras y recogerlas de manera autónoma con un brazo robótico», explicaba Pérez del Pulgar.

Los estudiantes de doctorado Gonzalo Paz y Raúl Castilla se encontraban de acuerdo en el primer pensamiento que tuvieron cuando les dijeron que iban a tener un Rover cedido por la propia Agencia en las Instalaciones de la UMA. «Fue una sorpresa», dijeron ambos a pesar de los kilómetros que los separan, ya que Gonzalo Paz se encuentra actualmente en los Países Bajos trabajando con el mismo Rover desde la Agencia Espacial Europea. «Carlos nos dijo que íbamos a tener que trabajar un montón más, que íbamos a tener que echar un montón de horas porque no es lo mismo hacer experimentos en un ordenador, en una simulación, a coger el Rover real y trabajar con él», agregó Gonzalo Paz.

Carlos Pérez vivió aquella primera noticia como algo novedoso porque normalmente ellos se encargan de desarrollar métodos que permitan aumentar la autonomía y luego algunas personas viajan a la Agencia Espacial Europea para realizar las pruebas en los Rover allí directamente en sus laboratorios. Sin embargo, por los problemas con el COVID dijeron: «Si Mahoma no puede ir a la montaña, que la montaña venga a Mahoma». «Y así acordamos que el Rover viniera a Málaga en lugar de ir nosotros allí», añadió el investigador principal.

Según Gonzalo Paz, el prototipo llegó a las instalaciones de la UMA a principios de mayo de este año y estuvo aquí hasta finales de septiembre, cuando se envió de vuelta a Holanda junto al propio colaborador, que actualmente se encuentra allí trabajando en las instalaciones de la propia Agencia Espacial Europea.

«Poder tener el Rover, dedicarle tiempo y pasar unas pruebas en él la verdad es que es bastante interesante», añadió Raúl Castilla a la intervención de Pérez del Pulgar. El hecho de que la propia agencia espacial Europea cediera un robot a la Universidad de Málaga para este tipo de pruebas era complicado. Ellos normalmente lo utilizan en pruebas para misiones más concretas y en este tipo de contrato no es lo habitual, pero «dadas las circunstancias especiales que estábamos viviendo tuvieron la idea de cedérnoslo durante un tiempo».

Según Raúl Castilla, la Universidad necesita promocionar más lo que se hace en ella, por ejemplo, este proyecto. «Tú le preguntas a mucha gente, incluso de esta misma facultad, y es probable que no sepan que durante estos meses ha habido aquí un Rover y se ha estado experimentando con él. Yo pienso que se tiene una impresión de no saber realmente lo que se está haciendo».

Ampliar

En la última actividad conjunta con la Agencia Espacial Europea, los investigadores de la Universidad de Málaga han desarrollado el software de guiado, navegación y control del vehículo, que mediante algoritmos de inteligencia artificial es capaz de desplazarse en busca de unas muestras que son reconocidas por las cámaras del propio Rover y recogidas por un manipulador dotado de una pinza.

La idea la planteó la Agencia Espacial Europea y «nosotros nos encargamos de desarrollar tecnología en el ámbito en el que ellos nos la solicitan», explicó Carlos Pérez. El principal problema a solucionar se sitúa en las comunicaciones entre la Tierra y Marte. «Hay que tener en cuenta que enviar y recibir información entre la Tierra y Marte puede tardar entre 8 y 20 minutos en función de la distancia», señaló Pérez del Pulgar. Un proceso tan sencillo como mover un joystick y que el robot siga las instrucciones resulta un proceso casi imposible cuando el robot se encuentra en Marte. «Imagina que le doy al joystick y esa información tarda en recibir el vehículo 20 minutos y yo tardo otros 20 en obtener respuesta», aclaró el investigador.

Según Raúl Castilla, gracias al incremento de la autonomía, ahora la recogida de muestras se hace de manera automática utilizando cámaras para reconocer dónde está la muestra, la posición que tiene y luego, utilizando modelos de control de movimiento y planificación de movimiento, el brazo puede recoger la muestra en el lugar donde se encuentra. «En lugar de mandarle comandos muy preciosos para decirle 'muévete a la derecha' o 'muévete a la izquierda', queremos que el Rover sea capaz de hacer todo eso por sí mismo. En su lugar diríamos 've por allí, mira a ver qué hay y haz algo' y entonces él será capaz de desplazarse hasta allí esquivando todos los obstáculos, llegar hasta el punto indicado, tomar imágenes y elegir de todas qué es lo más interesante, etc.», amplió Gonzalo Paz a la información de su compañero.

Trabajar con un prototipo del Rover Rosalind Franklin, tenerlo en el laboratorio y usarlo en el terreno experimental de la UMA para Carlos Pérez supuso un orgullo. «Creo que nos ha servido para aprender mucho teniéndolo aquí. Hemos aprendido, sobre todo, de todos los problemas que hemos ido teniendo y cómo hemos sido capaces de ir resolviéndolos». Esta misma ha sido también la parte favorita del proyecto tanto para Pérez como para Castilla. «Cuando ya te pones a mezclar todas las cosas entre ellas y haces que se comuniquen y funcionen es lo que más disfrutas, porque es donde realmente ves lo que has estado haciendo todo ese tiempo. Pero también es donde más sufres porque cuando lo echas a andar ves que hay muchas cosas que no funcionan», añadió mostrando aquella mezcla de diversión y sufrimiento.

Rocas, tierra, polvo. Plantas, altas temperaturas y una durísima iluminación con el sol de septiembre. Estos son algunos problemas irremediables a los que se enfrentaron y que tuvieron que resolver poco a poco. «Partimos de que el primer día no funcionaba nada y el último día funcionaba todo», añadió Pérez del Pulgar. El acierto-error es un proceso inevitable por el que hay que pasar cuando se hace una implementación en la realidad. A pesar de los altibajos durante la investigación, la fase final es la preferida por todos los integrantes del grupo de trabajo. «Lo bonito reside en la fase de integración final en la que cada uno de los módulos se unifican para hacer un perfecto funcionamiento del robot», resaltó Raúl Castilla.

Ahora se encuentran inmersos en un nuevo proyecto H2020. En este proyecto trabajan en el desarrollo de un equipo de robots de exploración cuyo objetivo es la exploración de túneles de lava en la Luna o en Marte. El objetivo final es que toda esa tecnología que desarrollan acabe navegando en el espacio exterior.