Àngel Lozano, director del grup de recerca Wireless & Secure Communications; responsable de la Càtedra Fractus-UPF sobre 6G i Tech Transfer, i director científic al Departament de Tecnologies de la Informació i les Comunicacions de la UPF, reconegut com a unitat d'excel·lència María de Maeztu 

El canvi climàtic està intensificant la freqüència i la intensitat dels incendis forestals i convertint aquests fenòmens naturals en desastres de proporcions devastadores. A Califòrnia, per citar una regió específica propensa als incendis forestals, el 2020 i el 2021 van ser el primer i segon any amb major quantitat de superfície cremada de tot el seu registre històric. Aquest és un problema de gravetat creixent, i els enginyers estem en condicions de formar part de la solució. Precisament, la tecnologia amb drons pot jugar un paper important en la lluita contra els incendis forestals, i aquest paper es pot reforçar en gran mesura amb les comunicacions sense fils i la intel·ligència artificial.

En la mateixa línia que la iniciativa Benestar Planetari de la UPF i en el marc del programa de recerca interdisciplinària María de Maeztu, coordinat des del Departament de Tecnologies de la Informació i les Comunicacions (DTIC), un projecte està entomant aquest repte. Tinc l'oportunitat de liderar aquesta recerca, que s'està duent a terme en col·laboració amb la Universitat de Califòrnia a Irvine. Aquesta universitat té una llarga trajectòria d'accions relacionades amb la prevenció i la mitigació d'incendis forestals, així com estrets vincles amb experts en modelització d'incendis forestals, dinàmica de fluids i ciència atmosfèrica. Hi participen investigadors tant de la UPF com de la Universitat de Califòrnia, amb el suport financer addicional de la Càtedra Fractus-UPF i de la National Science Foundation.

Una fita important en l'ús de drons per combatre els incendis va ser l'accident de la catedral de Notre-Dame de l’any 2019. Les imatges obtingudes per dron van ajudar a prendre moltes decisions tàctiques i a aturar aquest incendi i reduir-ne els danys. Des de llavors, les agències dels departaments de bombers han començat a utilitzar més àmpliament drons equipats amb càmeres fotogràfiques i infraroigs amb diferents objectius, especialment la localització inicial d'incendis forestals, la vigilància durant l'operació de lluita contra incendis, la inspecció de llocs de difícil accés i el seguiment del perímetre i la progressió del foc. El principal avantatge dels drons és la seva flexibilitat i facilitat de desplegament, especialment en condicions dures, quan la seguretat del pilot és una preocupació important. Per exemple, això pot succeir a la nit o quan el fum és espès, fet que posa en perill els avions tripulats. A més, els drons poden jugar un paper important en la recopilació de les dades necessàries per desenvolupar models dinàmics per predir el comportament del foc.

Actualment, els drons s'utilitzen principalment de manera individual, sense connectar-se entre ells per formar una xarxa. En la majoria dels casos, s'operen manualment i es comuniquen amb una pantalla, que és vista per un operador humà. Aquest funcionament manual del dron és difícil, especialment en les proximitats de l'incendi. Alguns dels reptes en l'ús de drons per al monitoratge d'incendis forestals es deuen a la curta vida útil de la bateria, i al consegüent temps de vol limitat, i a la petita càrrega útil.

A mesura que s'expandeix l'ús de drons en la lluita contra incendis, apareix la necessitat de desplegar-los automàticament i de fer-los operar com a xarxa. Automatitzar les trajectòries de drons mentre es comuniquen amb el centre de comandament i control i els bombers a terra és un repte important. Definir algorismes òptims de trajectòria i desplegament requereix tenir en compte models complexos relacionats amb factors com la comunicació per ràdio, les interferències, la latència, el consum d'energia del dron, la seva capacitat d’evitar obstacles i col·lisions i la vida útil de la bateria. També han d'utilitzar informació prèvia com la ubicació d'incendis inicials d’envergadura, les zones habitades i les infraestructures. 

Per afrontar aquest repte de proveir els drons d'intel·ligència col·lectiva, s'està aplicant una tècnica d'intel·ligència artificial anomenada aprenentatge de reforç. El resultat esperat d'aquest esforç en recerca és una solució que desplegui automàticament una flota de drons de manera coordinada, reoptimitzant constantment les seves posicions i organitzant la recàrrega de la seva bateria en torns ordenats, per millorar-ne enormement l’eficàcia.

La ciència i l'enginyeria desenvolupades sota aquest projecte podrien ser adaptades a altres aplicacions més enllà dels incendis forestals, inclosos els incendis estructurals en entorns urbans i suburbans, emergències naturals o artificials que involucrin pèrdues de radiació, biològiques o químiques, o el seguiment de les condicions atmosfèriques que envolten esdeveniments meteorològics extrems imminents o en curs.