Futuro del socorro en casos de desastres naturales

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Fuente imagen: MIT Chita III, Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT)

Entre 2005 y 2014, los desastres naturales se han cobrado la vida de más de 700.000 personas y han causado daños totales de más de 1,4 billones de dólares.

Durante los últimos 50 años, la frecuencia de los desastres naturales registrados se ha quintuplicado.

Y a medida que los incendios forestales se vuelven cada vez más indomables, causando estragos en regiones como el Amazonas y California, la necesidad de una respuesta rápida y una prevención inteligente es mayor que nunca.

En este blog, voy a explorar cómo las tecnologías exponenciales convergentes (IA, Robótica, Drones, Sensores, Redes) están transformando el futuro del auxilio en el desastre – cómo podemos prevenir la catástrofe en primer lugar y obtener ayuda para las víctimas durante esa primera hora dorada en la que el auxilio inmediato puede salvar vidas.

Aquí están las tres áreas de mayor impacto:

La IA, el mapeo predictivo y el poder de la multitud
Robótica de última generación y soluciones de enjambre
Aviones teledirigidos y suministro inmediato de ayuda
¡Vamos a zambullirnos!

Inteligencia Artificial y Cartografía Predictiva
Cuando se trata de una respuesta de emergencia inmediata y de alta precisión, los datos son oro.

El meteórico ascenso de las redes espaciales, los globos estratosféricos y la infraestructura de telecomunicaciones 5G ya está en proceso de conectar a cada uno de los últimos individuos del planeta.

Sin embargo, además de democratizar la información del mundo, este aumento de la conectividad pronto le dará a cualquiera la capacidad de transmitir datos detallados etiquetados geográficamente, en particular a los más vulnerables a los desastres naturales.

Armados con el poder de la transmisión de datos y la fuerza de la multitud, las víctimas del desastre ahora juegan un papel vital en la respuesta de emergencia, convirtiendo una operación de rescate ciego de una sola dirección en un diálogo bidireccional entre las multitudes conectadas y los sistemas de respuesta inteligente.

Sin embargo, con una abundancia vertiginosa de datos, viene un nuevo paradigma: uno en el que ya no nos enfrentamos a la escasez de respuestas. En cambio, lo que más importa es la calidad de nuestras preguntas.

Aquí es donde entra la IA: nuestro mecanismo minero.

En el caso de la respuesta de emergencia, ¿qué pasaría si pudiéramos trazar un mapa estratégico de una cantidad casi infinita de puntos de datos entrantes? ¿O predecir la dinámica de una inundación e identificar los objetivos más vulnerables de un tsunami incluso antes de que se produzca? ¿O incluso amplificar las señales críticas para activar la ayuda automática mediante aviones teledirigidos de vigilancia y alertar inmediatamente a los voluntarios de origen multitudinario?

Ya hay una serie de actores clave que están aprovechando la IA, la inteligencia procedente de la multitud y las visualizaciones de vanguardia para optimizar la respuesta a las crisis y multiplicar las velocidades de socorro.

Tomemos como ejemplo One Concern.

Nacido en Stanford bajo la tutela del destacado experto en IA Andrew Ng, One Concern aprovecha la IA a través de una evaluación analítica de desastres y estimaciones de daños calculadas.

En asociación con la ciudad de Los Ángeles, San Francisco y numerosas ciudades del condado de San Mateo, la plataforma asigna «huellas digitales» únicas y verificadas a cada elemento de una ciudad. Construyendo modelos robustos de cada sistema, la plataforma de IA de One Concern puede entonces monitorear los impactos específicos del sitio, no sólo del cambio climático, sino también de cada desastre natural individual, desde cambios térmicos radicales hasta movimientos sísmicos.

Estos datos, combinados con los de la infraestructura de la ciudad y los desastres anteriores, se utilizan para predecir los daños futuros en una serie de escenarios de desastre, informando sobre los métodos de prevención y las estructuras que necesitan ser reforzadas.

En sólo cuatro años, One Concern ahora puede hacer predicciones precisas con una tasa de precisión del 85 por ciento en menos de 15 minutos.

Y a medida que los dispositivos conectados a la IO y el hardware inteligente siguen creciendo, una floreciente economía de billones de sensores sólo servirá para amplificar la capacidad de predicción de la IA, ofreciéndonos estrategias inmediatas y preventivas mucho antes de que ocurra un desastre.

Por ejemplo, los incendios forestales.

El científico atmosférico Adam Kochanski de la Universidad de Utah y un equipo de investigadores están perfeccionando un modelo computarizado con nuevos datos para predecir cómo se propagarán los incendios y qué eventos climáticos seguirán a su paso.

Iniciando un «incendio prescrito» – un incendio controlado típicamente destinado a la restauración del hábitat en regiones boscosas – el equipo utilizó numerosos Drones equipados con cámaras infrarrojas, escaneo láser y sensores para recolectar datos mientras Kochanski probaba los pronósticos de su modelo predictivo.

Mientras que los datos generados todavía están siendo procesados, el experimento está contribuyendo a los «modelos acoplados de atmósfera-fuego», que aprovechan los datos para determinar cómo los incendios forestales influyen en las condiciones climáticas locales, y la interacción de ambos. Sin embargo, el modelo de Kochanski ya demostró ser notablemente predictivo del comportamiento real del fuego experimental.

Junto con redes robustas de sensores y flotas autónomas de aviones teledirigidos, los modelos informáticos que incorporan las condiciones meteorológicas en la cartografía de incendios forestales de IA podrían ayudarnos a detener los incendios tempranos antes de que cobren impulso, salvando bosques, vidas y hábitats enteros.

A medida que la conectividad móvil y los abundantes sensores convergen con la inteligencia de la multitud minada por la IA, la conciencia en tiempo real sólo se multiplicará en velocidad y escala.

Imaginando el futuro……

En los próximos 10 años, la tecnología web espacial podría incluso permitirnos conectarnos a redes de malla.

Como he explorado en un blog anterior sobre las implicaciones de la web espacial, mientras que las redes tradicionales dependen de un conjunto limitado de puntos de acceso alámbricos (o puntos de acceso inalámbricos), una red de malla inalámbrica puede conectar ciudades enteras a través de cientos de nodos dispersos que se comunican entre sí y comparten una conexión de red de forma no jerárquica.

En resumen, esto significa que los usuarios móviles individuales pueden establecer juntos una red de malla local utilizando únicamente la potencia de cálculo de sus propios dispositivos.

Si se da un paso más allá, una población local de extraños podría transmitir colectivamente innumerables señales de 360 grados a través de una red de malla local.

Imagínese un escenario en el que los ataques armados estallan en distritos urbanos desarticulados, cada grupo de testigos oculares y civiles en riesgo transmitiendo un total de videos de 360 grados, todos alimentados a través de IAs de fotogrametría que construyen un holograma en vivo en tiempo real, dando a los miembros de la familia y a los equipos de respuesta inmediata información completa.

O tome una comunidad costera en medio de lluvias torrenciales y una infraestructura deficiente. Ahora, gracias a una alimentación colectiva en directo, la verificación de los informes de datos se realiza en cuestión de segundos, y la riqueza de los datos estratificados informa a los equipos de respuesta rápida y a las plataformas de IA con una precisión y especificidad increíbles en cuanto a las necesidades de ayuda.

Al unir todas las piezas tecnológicas correctas, podríamos incluso ver el aumento de las entregas automáticas de aviones teledirigidos. Imagínate: la inteligencia de origen multitudinario se compara primero con los datos de los sensores y se verifica algorítmicamente. La IA se aprovecha para determinar las necesidades específicas y el grado de urgencia en coordenadas ultra precisas. En cuestión de minutos, una vez aprobados por el personal, los robots de enjambre se apresuran a recoger los suministros necesarios, equipando a los aviones teledirigidos de tamaño adecuado con la ayuda adecuada para la entrega rápida.

Esto nos lleva a una segunda convergencia crítica: robots y drones.

Mientras que la tecnología de vanguardia de los aviones no tripulados revoluciona la forma en que proporcionamos ayuda, los nuevos avances en la robótica de IA están allanando el camino para las respuestas de emergencia sobrehumanas en algunos de los entornos más peligrosos de la actualidad.

Exploremos algunos de los ejemplos más perturbadores para llegar a la fase de pruebas.

En primer lugar……

Robots autónomos y soluciones de enjambre
A medida que los avances del hardware convergen con la explosión de las capacidades de IA, los robots de socorro en caso de catástrofe están pasando de desempeñar funciones de asistencia a responder de forma totalmente autónoma a un ritmo vertiginoso.

Nacido del Laboratorio de Robótica Biomimética del MIT, el Cheetah III es sólo uno de los muchos robots que pueden formar nuestra primera línea de defensa en todo, desde misiones de búsqueda y rescate en caso de terremotos hasta operaciones de alto riesgo en zonas de radiación peligrosas.

Ahora capaz de correr a 6,4 metros por segundo, Cheetah III puede incluso saltar hasta una altura de 60 centímetros, determinando de forma autónoma cómo evitar obstáculos y saltar obstáculos a medida que se levantan

Diseñado inicialmente para realizar tareas de inspección espectral en entornos peligrosos (piense: centrales nucleares o fábricas químicas), las diversas iteraciones de Cheetah se han centrado en aumentar su capacidad de carga útil, rango de movimiento e incluso una función de agarre con una destreza mejorada.

Pero como explicó el director del laboratorio y profesor asociado del MIT, Sangbae Kim, Cheetah III y las versiones futuras tienen como objetivo salvar vidas en casi cualquier entorno: «Digamos que hay un incendio o una alta radiación, por la cual nadie puede entrar. [Es en estas circunstancias que] vamos a enviar un robot[para] comprobar si hay gente dentro. Y antes de hacer todo eso, la meta a corto plazo será enviar al robot a donde no queremos enviar humanos, por ejemplo, a áreas tóxicas o con radiación leve».

Y el Cheetah III no está solo.

El pasado mes de febrero, la Compañía de Energía Eléctrica de Tokio (TEPCO) puso a prueba uno de sus propios robots.

Por primera vez desde el devastador tsunami de Japón en 2011, que provocó tres erupciones nucleares en la central nuclear de Fukushima, un robot ha examinado con éxito el combustible del reactor.

Al transmitir el proceso con su cámara incorporada, el robot pudo recuperar pequeños trozos de combustible radioactivo en cinco de los seis sitios de prueba, lo que ofrece una promesa tremenda para los planes a largo plazo de limpiar el interior, que aún está muerto.

También fuera de Japón, Mitsubishi Heavy Industries (MHi) incluso está utilizando robots para combatir incendios con total autonomía. En una nueva hazaña notable, MHi’s Water Cannon Bot ahora puede apagar fuegos en sitios de difícil acceso o altamente peligrosos.

Al suministrar espuma o agua a 4.000 litros por minuto y 1 megapascal (MPa) de presión, el Cannon Bot y el Bot de Extensión de Manguera que lo acompaña forman parte incluso de un sistema más amplio de engranaje de IA para llevar a cabo el reconocimiento y la vigilancia de vehículos de transporte más grandes.

A medida que los incendios forestales crecen cada vez más indomables, la producción de grandes volúmenes de tales bots podría ser un verdadero salvavidas. Junto con el mapeo predictivo de incendios forestales de IA y los vehículos autónomos de transporte, no sólo las soluciones como Cannon Bot de MHi salvarán numerosas vidas, sino que también evitarán el desplazamiento de la población y paralizarán el daño a nuestro medio ambiente natural antes de que el desastre tenga la oportunidad de propagarse.

Pero incluso en los casos en los que se necesita un refugio de emergencia, las soluciones robóticas innovadoras (literalmente) son rápidas de rescatar.

Después de múltiples iteraciones de Fastbrick Robotics, el robot de albañilería de extremo a extremo Hadrian X puede ahora construir autónomamente una casa de 180 metros cuadrados totalmente habitable en menos de 3 días. Utilizando un accesorio robótico guiado por láser, el camión todo en uno, cargado con ladrillos, simplemente se dirige a una obra y dirige los bloques a través de su brazo robótico de acuerdo con un modelo en 3D.

Hadrian Bricklaying Robot

Robot albañil de Adriano
Fuente: Robótica de ladrillo rápido (Fastbrick Robotics)

Cumpliendo con las normas de construcción verificadas, Hadrian y otras soluciones similares son muy prometedoras a largo plazo, y pueden desplegarse en todos los sitios de refugiados y regiones que se están recuperando de catástrofes naturales después de un conflicto.

Pero, ¿y si necesitamos construir refugios de emergencia a partir de la tierra local? Marcando una extraordinaria convergencia entre la robótica y la impresión en 3D, el Instituto de Arquitectura Avanzada de Cataluña (IAAC) ya está trabajando en una solución.

En una gran hazaña para la construcción de bajo costo en zonas remotas, IAAC ha encontrado una manera de convertir casi cualquier suelo en un material de construcción con tres veces la resistencia a la tracción de la arcilla industrial. Ofreciendo una miríada de beneficios, incluyendo aislamiento natural, bajas emisiones de gases de efecto invernadero, protección contra incendios, circulación de aire y mediación térmica, el nuevo suelo nativo impreso en 3D de IAAC puede construir casas en el sitio por tan sólo $1,000.

Pero mientras que la robótica de vanguardia abre nuevas y extraordinarias fronteras para la construcción de emergencias a bajo costo y a gran escala, los nuevos avances en hardware y computación también están permitiendo la escala robótica en el otro extremo del espectro.

Una vez más, inspirados por fenómenos biológicos, los especialistas en robótica de todo Estados Unidos han comenzado a pilotar pequeños prototipos robóticos para localizar a los individuos atrapados y evaluar los daños a la infraestructura.

Por ejemplo, RoboBees, diminutos bots desarrollados por Harvard que utilizan la adhesión electrostática a «perchas» en paredes e incluso techos, evaluando el daño estructural tras un terremoto.

O el prototipo de Snakebot de Carnegie Mellon, capaz de navegar a través de puntos de entrada que de otro modo serían completamente inaccesibles para los equipos de respuesta humanos. Conducido por la IA, el Snakebot puede maniobrar a través de los escombros más densos para localizar a los sobrevivientes, utilizando cámaras y micrófonos para la comunicación.

Pero cuando se trata de un reconocimiento rápido en regiones inaccesibles, los enjambres de robots en miniatura tienen buena compañía.

Drones de nueva generación para suministros de socorro instantáneos
Particularmente en el caso de los incendios forestales y las zonas de conflicto, la tecnología autónoma de los aviones no tripulados está revolucionando fundamentalmente la forma en que identificamos a los supervivientes necesitados y automatizamos el suministro de socorro.

Los aviones no tripulados no sólo permiten obtener imágenes de alta resolución para la cartografía en tiempo real y la evaluación de daños, sino que la investigación preliminar muestra que los vehículos aéreos no tripulados superan con creces a los equipos de rescate terrestres en la localización de supervivientes aislados.

Tal y como fue presentado por un equipo de ingenieros eléctricos de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China, los aviones no tripulados podrían incluso construir una red de banda ancha inalámbrica móvil en un tiempo récord utilizando un programa de «dispositivo a dispositivo» asistido por batería.

Y como se demostró durante el huracán Harvey en Houston, los aviones teledirigidos pueden proporcionar una gran cantidad de información predictiva sobre todo, desde inundaciones futuras hasta estimaciones de daños.

Entre otros muchos, un equipo dirigido por el profesor de informática de Texas A&M y director del Centro de Búsqueda y Rescate Asistido por Robots de la universidad, el Dr. Robin Murphy, realizó un total de 119 misiones en avión teledirigido sobre la ciudad, desde cuadricópteros de pequeña escala hasta aviones no tripulados de grado militar. No sólo fueron críticas para monitorear la infraestructura de los diques, sino también para identificar a aquellos que fueron dejados atrás por los equipos de rescate humanos.

Pero más allá de la vigilancia, los vehículos aéreos no tripulados han comenzado a proporcionar suministros que salvan vidas en algunas de las regiones más remotas del mundo.

Uno de los ejemplos más inspiradores hasta la fecha es la tirolesa.

Creada en 2014, Zipline ha realizado hasta la fecha 12.352 entregas de aviones no tripulados que salvan vidas. Mientras que los aviones teledirigidos se diseñan, prueban y montan en California, Zipline opera principalmente en Ruanda y Tanzania, contratando operadores locales y proporcionando a más de 11 millones de personas acceso instantáneo a suministros médicos.

Los aviones teledirigidos de Zipline proporcionan de todo, desde vacunas y medicamentos contra el VIH hasta tubos de sangre e intravenosos, y superan con creces el transporte terrestre de suministros, ya que en muchos casos proporcionan células sanguíneas, plasma y plaquetas esenciales para la vida en menos de una hora.

Zipline Drones

Drones de Zipline
Fuente: Zipline

Pero la tecnología de los aviones no tripulados está empezando a trascender la escala limitada de los suministros médicos y los alimentos.

Ahora desarrollando sus drones bajo contratos con DARPA y el Cuerpo de Marines de los Estados Unidos, Logistic Gliders, Inc. ha construido drones de navegación autónomos capaces de transportar 1,800 libras de carga sobre largas distancias sin precedentes.

Construidos con madera contrachapada, los parapentes de Logistic están proyectados para costar tan sólo unos pocos cientos de dólares cada uno, lo que los convierte en candidatos perfectos para entregas remotas de ayuda de gran volumen, ya sea que sean navegados por un piloto o autopropulsados de acuerdo con el mapeo en tiempo real de la zona de desastre.

A medida que el hardware continúa avanzando, la tecnología autónoma de los aviones no tripulados, junto con los algoritmos de mapeo en tiempo real, plantean un sinfín de abundantes oportunidades para el suministro de ayuda, la supervisión de desastres y la rica información en capas de información que antes era inimaginable para la ayuda humanitaria.

Reflexiones finales
Tal vez una de las aplicaciones más consecuentes e impactantes de las tecnologías convergentes es la transformación de los métodos de socorro en casos de desastre.

Mientras que las plataformas de inteligencia basadas en la inteligencia artificial obtienen datos experimentales de primera mano de los que se encuentran sobre el terreno, la conectividad móvil y las redes suministradas en tiempo real están otorgando un nuevo poder narrativo a los más necesitados.

Y a medida que una ola de nuevos avances en hardware da lugar a los equipos de respuesta robótica, la tecnología de enjambre y los aviones teledirigidos, nos acercamos rápidamente a una era de respuestas instantáneas y eficientemente distribuidas, tanto en medio de conflictos como de catástrofes naturales.

Empoderados por estas nuevas herramientas, ¿qué podríamos crear cuando todos en el planeta tengan el mismo acceso a los suministros de socorro y a los recursos inmediatos? En una nueva era de prevención y recuperación rápida, ¿qué futuro puede prever?

Recibido Noviembre Noviembre  10 de 2019, en ingles desde Peter Diamandis <peter@diamandis.com>

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