Utilizan banda ultraancha para localizar vehículos en ambientes cerrados

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Agência FAPESP* –Por Suzel Tunes  |  FAPESP Investigación para la Innovación - KartFly, una empresa del sector de entretenimiento con sede en la localidad de Campinas, en el estado de São Paulo, Brasil, está desarrollando una nueva tecnología destinada a la localización precisa e inmediata de vehículos en ambientes cerrados. Este sistema ya se utiliza en pistas de carreras de karts eléctricos, la especialidad de la compañía. Pero los socios de KartFly –los ingenieros Fellipe Saldanha Garcia, Guilherme Mariottini Alves y Caê Castelli– vislumbran aplicaciones adicionales de esta tecnología, tales como el posicionamiento de vehículos y de aparatos dentro de plantas industriales.
Este proyecto se desarrolló con el apoyo del Programa de Investigación Innovadora en Pequeñas Empresas (PIPE) y culminó la Etapa 1, de demostración de la factibilidad tecnológica, en mayo de 2017. Según Fellipe Saldanha, investigador responsable del proyecto, fue posible incluso llegar a un prototipo con resultados considerados prometedores. “Logramos llegar a una precisión de 40 centímetros en esta primera etapa, pero la meta es llegar a los 20 centímetros”, afirma.
El ingeniero explica que el GPS (Global Positioning System, el sistema de posicionamiento global), uno de los sistemas de localización más utilizados cuando se trata de vehículos, y que se vale de señales satelitales, sólo es realmente eficaz en ambientes abiertos, y de todos modos con una precisión de alrededor de dos metros, lo que puede ser suficiente como para que el conductor identifique la calle en que está, pero es ineficaz para detectar la ubicación de un vehículo dentro de una pista de kart o de un galpón industrial.
Los investigadores de KartFly optaron por utilizar la tecnología conocida como UWB (Ultra Wide Band) o “banda ultraancha”, que se vale de señales de radio y con la cual se logra una mayor precisión en ambientes cerrados, dependiendo del algoritmo desarrollado. Por cierto, éste fue el gran reto de la investigación: crear un modelo matemático para el cálculo de la ubicación basándose en el envío de señales de radio, que se propagan a la velocidad de la luz.
“Los karts poseen sensores que reciben las señales de radio emitidas desde de puntos fijos de referencia distribuidos por la pista. Con base en la diferencia de tiempo en que la señal se propagó, es posible calcular la distancia del kart con respecto a la antena y, por consiguiente, su posición en la pista”, dice Fellipe Saldanha.
No obstante, el uso de las señales de radio no constituye únicamente una ventaja, sino también un problema por solucionarse. “Las señales de radio se propagan a una velocidad de alrededor de 300 mil km/s. Los relojes convencionales no logran medirlas con exactitud, por eso le compete al sistema matemático la tarea de anular las imprecisiones, a los efectos de obtener la ubicación correcta”, explica el investigador. Según Saldanha, el mercado ya ofrece sistemas de posicionamiento en interiores con una precisión de 20 centímetros, pero no con la velocidad a la que corren los karts eléctricos. “En la investigación que realizamos sobre sistemas de posicionamiento en ambientes cerrados, todos los sistemas encontrados se emplean para la localización lenta de objetos, y actualizan hasta cinco veces por segundo cuando se rastrea más de un objeto. En tanto, el sistema de la KartFly fue puesto a prueba con una velocidad de 25 actualizaciones por segundo, y puede mantener este desempeño con más de 100 objetos rastreados simultáneamente. Este sistema de posicionamiento fue proyectado inicialmente para la velocidad de los karts (70km/h), pero puede mejorárselo para velocidades de hasta 300km/h.”
Un videojuego en la vida real
La detección con una precisión de centímetros de la posición en que cada kart circula en una pista de carrera tiene un propósito claramente determinado en el modelo de negocio de KartFly. La empresa pretende ofertar una nueva modalidad de carrera que reproduzca en la vida real algunas funcionalidades de los videojuegos. “Será posible instalar en la pista algunos sensores que alteren la velocidad del coche en el momento exacto en que el mismo pasa por el lugar. De este modo, al pasar por un punto de la pista marcado con el adhesivo ‘turbo’, por ejemplo, su velocidad aumentará algunos segundos, o al pasar por el ‘barro’, su velocidad disminuirá”, explica Guilherme Mariottini Alves, socio responsable del área administrativa de la empresa.
Mariottini Alves explica que el propósito inicial de la empresa consistía en crear una experiencia interactiva en carreras de kart y ampliar las perspectivas del negocio. Inicialmente, la idea era utilizar el sistema en una pista propia y, en una segunda etapa, expandir la empresa con base en franquicias y en el licenciamiento de la tecnología en el mercado de entretenimiento. Con todo, la participación de la compañía en la Segunda Capacitación PIPE en Emprendimientos de Alta Tecnología (un programa de siete semanas que culminó en diciembre de 2016) amplió las perspectivas de los socios de KartFly. Ahora, más allá del mercado de entretenimiento, buscan aliados en el sector de logística. “La idea es crear un nuevo modelo de negocio, sin excluir el antiguo”, dice Mariottini Alves. En un futuro cercano, el ingeniero prevé que esta tecnología podrá aplicarse vastamente en vehículos autónomos.
Adrenalina sin contaminación
El próximo paso de la empresa consiste en establecer sociedades comerciales antes de perfeccionar la tecnología por la cual pretenden expandir la empresa. Actualmente KartFly está consolidada en el mercado de entretenimiento: es titular de una pista de karts eléctricos en América Latina y produce sus propios vehículos con base en los conocimientos adquiridos en el marco de las investigaciones sobre baterías que Fellipe Saldanha viene realizando desde su maestría en Ingeniería Eléctrica en la Universidad de Campinas (Unicamp), que realizó entre 2008 y 2010.
En 2012, Fellipe Saldanha se unió a Guilherme Mariottini y a Caê Castelli, ambos ingenieros químicos egresados de la Unicamp, para participar en el “Desafío Unicamp de Innovación Tecnológica”, una competición de modelo de negocios ideada por Inova Unicamp, la agencia de innovación de esa universidad. Los tres (que poco después se convertirían en socios) desarrollaron, junto con la ingeniera de alimentos Marina Sodini, un modelo de negocio basado en un sistema híbrido de almacenamiento de energía eléctrica, que fuera el tema de la investigación que Fellipe Saldanha había desarrollado en 2011, con el apoyo del Programa PIPE. En esa época, Saldanha tenía una empresa incubada en la Unicamp llamada Ekion Tecnologia de Veículos Elétricos.
El primer kart eléctrico surgió casi como un juego de los tres amigos: “Decidimos montar un kart con baterías que usábamos en la producción de bicicletas eléctricas”, recuerda Saldanha. Nacía así KartFly, en 2013, dispuesta a innovar en ese sector de entretenimiento, ofreciendo vehículos que no emiten gases contaminantes ni ruidos altos. Según Guilherme Mariottini, en Estados Unidos existen actualmente alrededor de 100 pistas de karts eléctricos, y en Europa son alrededor de 150. La primera pista brasileña fue instalada por KartFly en 2014 en un shopping de Campinas.
Actualmente, Fellipe Saldanha se encuentra en Inglaterra y realiza el seguimiento de la empresa a distancia. Recibió una invitación para trabajar en el área de Investigación y Desarrollo de una empresa de electrónica. Aún en la condición de socio, actúa como consultor. El ingeniero electricista Marcos Ferretti es el investigador principal. Y mientras buscan la aplicación del sistema de posicionamiento en nuevos negocios, los socios de la empresa siguen invirtiendo en los karts: “Ahora estamos haciendo karts menores y de menor velocidad, que gastan menos energía y requieren una inversión menor. Se destinan especialmente al público infantojuvenil. Con la posibilidad del posicionamiento en interiores y de la interactividad, éste será nuestro principal público”, vaticina el investigador.
Empresa: Kartfly
Sitio web: kartfly.com.br 
Teléfono: +55 (19) 99921-1254
Contacto: kartfly.com.br/contato

<p><b>Por Suzel Tunes  |  FAPESP Investigación para la Innovación</b> - KartFly, una empresa del sector de entretenimiento con sede en la localidad de Campinas, en el estado de São Paulo, Brasil, está desarrollando una nueva tecnología destinada a la localización precisa e inmediata de vehículos en ambientes cerrados. Este sistema ya se utiliza en pistas de carreras de karts eléctricos, la especialidad de la compañía. Pero los socios de KartFly –los ingenieros Fellipe Saldanha Garcia, Guilherme Mariottini Alves y Caê Castelli– vislumbran aplicaciones adicionales de esta tecnología, tales como el posicionamiento de vehículos y de aparatos dentro de plantas industriales.</p>
<p>Este proyecto se desarrolló con el apoyo del Programa de Investigación Innovadora en Pequeñas Empresas (<b><a href="http://www.bv.fapesp.br/pt/3" target="_blank">PIPE</a></b>) y culminó la <b><a href="http://www.bv.fapesp.br/pt/auxilios/94192" target="_blank">Etapa 1</a></b>, de demostración de la factibilidad tecnológica, en mayo de 2017. Según Fellipe Saldanha, investigador responsable del proyecto, fue posible incluso llegar a un prototipo con resultados considerados prometedores. “Logramos llegar a una precisión de 40 centímetros en esta primera etapa, pero la meta es llegar a los 20 centímetros”, afirma.</p>
<p>El ingeniero explica que el GPS (<i>Global Positioning System</i>, el sistema de posicionamiento global), uno de los sistemas de localización más utilizados cuando se trata de vehículos, y que se vale de señales satelitales, sólo es realmente eficaz en ambientes abiertos, y de todos modos con una precisión de alrededor de dos metros, lo que puede ser suficiente como para que el conductor identifique la calle en que está, pero es ineficaz para detectar la ubicación de un vehículo dentro de una pista de kart o de un galpón industrial.</p>
<p>Los investigadores de KartFly optaron por utilizar la tecnología conocida como UWB (<i>Ultra Wide Band</i>) o “banda ultraancha”, que se vale de señales de radio y con la cual se logra una mayor precisión en ambientes cerrados, dependiendo del algoritmo desarrollado. Por cierto, éste fue el gran reto de la investigación: crear un modelo matemático para el cálculo de la ubicación basándose en el envío de señales de radio, que se propagan a la velocidad de la luz.</p>
<p>“Los karts poseen sensores que reciben las señales de radio emitidas desde de puntos fijos de referencia distribuidos por la pista. Con base en la diferencia de tiempo en que la señal se propagó, es posible calcular la distancia del kart con respecto a la antena y, por consiguiente, su posición en la pista”, dice Fellipe Saldanha.</p>
<p>No obstante, el uso de las señales de radio no constituye únicamente una ventaja, sino también un problema por solucionarse. “Las señales de radio se propagan a una velocidad de alrededor de 300 mil km/s. Los relojes convencionales no logran medirlas con exactitud, por eso le compete al sistema matemático la tarea de anular las imprecisiones, a los efectos de obtener la ubicación correcta”, explica el investigador. Según Saldanha, el mercado ya ofrece sistemas de posicionamiento en interiores con una precisión de 20 centímetros, pero no con la velocidad a la que corren los karts eléctricos. “En la investigación que realizamos sobre sistemas de posicionamiento en ambientes cerrados, todos los sistemas encontrados se emplean para la localización lenta de objetos, y actualizan hasta cinco veces por segundo cuando se rastrea más de un objeto. En tanto, el sistema de la KartFly fue puesto a prueba con una velocidad de 25 actualizaciones por segundo, y puede mantener este desempeño con más de 100 objetos rastreados simultáneamente. Este sistema de posicionamiento fue proyectado inicialmente para la velocidad de los karts (70km/h), pero puede mejorárselo para velocidades de hasta 300km/h.”</p>
<p><b>Un videojuego en la vida real</b></p>
<p>La detección con una precisión de centímetros de la posición en que cada kart circula en una pista de carrera tiene un propósito claramente determinado en el modelo de negocio de KartFly. La empresa pretende ofertar una nueva modalidad de carrera que reproduzca en la vida real algunas funcionalidades de los videojuegos. “Será posible instalar en la pista algunos sensores que alteren la velocidad del coche en el momento exacto en que el mismo pasa por el lugar. De este modo, al pasar por un punto de la pista marcado con el adhesivo ‘turbo’, por ejemplo, su velocidad aumentará algunos segundos, o al pasar por el ‘barro’, su velocidad disminuirá”, explica Guilherme Mariottini Alves, socio responsable del área administrativa de la empresa.</p>
<p>Mariottini Alves explica que el propósito inicial de la empresa consistía en crear una experiencia interactiva en carreras de kart y ampliar las perspectivas del negocio. Inicialmente, la idea era utilizar el sistema en una pista propia y, en una segunda etapa, expandir la empresa con base en franquicias y en el licenciamiento de la tecnología en el mercado de entretenimiento. Con todo, la participación de la compañía en la Segunda Capacitación PIPE en Emprendimientos de Alta Tecnología (un programa de siete semanas que culminó en diciembre de 2016) amplió las perspectivas de los socios de KartFly. Ahora, más allá del mercado de entretenimiento, buscan aliados en el sector de logística. “La idea es crear un nuevo modelo de negocio, sin excluir el antiguo”, dice Mariottini Alves. En un futuro cercano, el ingeniero prevé que esta tecnología podrá aplicarse vastamente en vehículos autónomos.</p>
<p><b>Adrenalina sin contaminación</b></p>
<p>El próximo paso de la empresa consiste en establecer sociedades comerciales antes de perfeccionar la tecnología por la cual pretenden expandir la empresa. Actualmente KartFly está consolidada en el mercado de entretenimiento: es titular de una pista de karts eléctricos en América Latina y produce sus propios vehículos con base en los conocimientos adquiridos en el marco de las investigaciones sobre baterías que Fellipe Saldanha viene realizando desde su maestría en Ingeniería Eléctrica en la Universidad de Campinas (Unicamp), que realizó entre 2008 y 2010.</p>
<p>En 2012, Fellipe Saldanha se unió a Guilherme Mariottini y a Caê Castelli, ambos ingenieros químicos egresados de la Unicamp, para participar en el “Desafío Unicamp de Innovación Tecnológica”, una competición de modelo de negocios ideada por Inova Unicamp, la agencia de innovación de esa universidad. Los tres (que poco después se convertirían en socios) desarrollaron, junto con la ingeniera de alimentos Marina Sodini, un modelo de negocio basado en un sistema híbrido de almacenamiento de energía eléctrica, que fuera el tema de la investigación que Fellipe Saldanha había desarrollado en 2011, con el apoyo del Programa PIPE. En esa época, Saldanha tenía una empresa incubada en la Unicamp llamada Ekion Tecnologia de Veículos Elétricos.</p>
<p>El primer kart eléctrico surgió casi como un juego de los tres amigos: “Decidimos montar un kart con baterías que usábamos en la producción de bicicletas eléctricas”, recuerda Saldanha. Nacía así KartFly, en 2013, dispuesta a innovar en ese sector de entretenimiento, ofreciendo vehículos que no emiten gases contaminantes ni ruidos altos. Según Guilherme Mariottini, en Estados Unidos existen actualmente alrededor de 100 pistas de karts eléctricos, y en Europa son alrededor de 150. La primera pista brasileña fue instalada por KartFly en 2014 en un <i>shopping</i> de Campinas.</p>
<p>Actualmente, Fellipe Saldanha se encuentra en Inglaterra y realiza el seguimiento de la empresa a distancia. Recibió una invitación para trabajar en el área de Investigación y Desarrollo de una empresa de electrónica. Aún en la condición de socio, actúa como consultor. El ingeniero electricista Marcos Ferretti es el investigador principal. Y mientras buscan la aplicación del sistema de posicionamiento en nuevos negocios, los socios de la empresa siguen invirtiendo en los karts: “Ahora estamos haciendo karts menores y de menor velocidad, que gastan menos energía y requieren una inversión menor. Se destinan especialmente al público infantojuvenil. Con la posibilidad del posicionamiento en interiores y de la interactividad, éste será nuestro principal público”, vaticina el investigador.</p>
<p>Empresa: <b>Kartfly</b><br />
Sitio web: <b><a href="http://kartfly.com.br" target="_blank">kartfly.com.br</a></b> <br />
Teléfono: +55 (19) 99921-1254<br />
Contacto: <b><a href="http://kartfly.com.br/contato " target="_blank">kartfly.com.br/contato</a></b></p>
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