Drones submarinos: dos escollos por salvar

«Dron ataca posiciones enemigas en [insertar zona de conflicto preferida]». Este supuesto, que hace menos de una década habría sido noticia por sí mismo, se ha convertido en un suceso tan común que —sorprendentemente— no nos sorprende. Si analizamos los esfuerzos que están haciendo las grandes potencias, y otras más modestas, en el desarrollo de drones submarinos, es posible que en una o dos décadas, estemos acostumbrados a escuchar noticias sobre estos ingenios.

Los drones submarinos, al igual que sus hermanos tripulados, ofrecen capacidades únicas, especialmente en misiones en las que la clandestinidad es prioritaria. En la época en la que nos ha tocado vivir, con los conflictos abiertos dejando paso a maniobras en la zona gris, este tipo de capacidades resultan clave para desenvolverse en escenarios de crisis y precrisis, pero también permiten, potencialmente, realizar algunas tareas de una forma más económicamente eficiente. Los UUV (unmanned underwater vehicle o vehículo submarino no tripulado) tienen el potencial de provocar un desequilibrio similar al que causaron los primeros submarinos, permitiendo que marinas modestas pongan en jaque a las grandes potencias.

Además, con la vuelta a la competición entre grandes potencias, la guerra submarina y antisubmarina vuelve a cobrar protagonismo, y el elevado precio de los submarinos tripulados (3.000 millones de dólares los últimos SSN Virginia estadounidenses) hacen imposible cubrir todos los escenarios solo con ellos. También son una buena forma de minimizar las bajas en combate, de penetrar zonas de negación de acceso y de contribuir a la nueva doctrina de la US Navy: la letalidad distribuida.

Sin embargo, a pesar de todas su potenciales ventajas, los drones submarinos todavía tienen que superar algunos escollos para poder desarrollar todo su potencial. En este artículo nos centraremos en los dos principales: las comunicaciones y la autonomía del operador. Ambos afectan a los drones submarinos que operan sin cables, ya que los ROV (remotely operated vehicles o vehículo operados remotamente) solucionan estos problemas con su cable umbilical; pero están, evidentemente, muy limitados en otros aspectos.

La autonomía —que, como veremos, se basa en la inteligencia artificial— y las comunicaciones son, simultáneamente, complementarias y suplementarias. Se pueden apoyar la una en la otra y, al mismo tiempo, una de ellas puede llegar a hacer innecesaria a la otra. Si los drones submarinos contaran con una capacidad de comunicaciones similar a la de los drones aéreos, el nivel de autonomía necesario sería mínimo y, si la inteligencia artificial se desarrollara tanto que les permitiera realizar sus misiones sin apenas intervención humana, la necesidad de comunicaciones casi desaparecería.

Comunicaciones

Los métodos disponibles para enlazar un dron submarino con su estación de control pueden ser acústicos, de radiofrecuencia, satélites y cables de fibra óptica (para ROV). Las ondas electromagnéticas apenas se propagan bajo el agua, lo que hace la radio, el radar y el satélite prácticamente inútiles en este sentido. Por eso, bajo el agua, se utilizan las ondas acústicas —sonar en lugar de radar—, pero estas tienen sus inconvenientes: es posible tener a un objeto submarino prácticamente al lado y no verlo en el sonar.[i] Lo mismo ocurre si queremos utilizar el sonido para comunicarnos bajo el agua. Además, las comunicaciones acústicas submarinas están muy limitadas en alcance y ancho de banda. Por la naturaleza de estas limitaciones, no se espera que se puedan resolver con los avances de la tecnología.

Esta situación, que permite a los submarinos ser la unidad militar clandestina por excelencia, supone un problema en el caso de los UUV. Los submarinos tripulados pueden, dentro de sus reglas de enfrentamiento y otras instrucciones, tomar decisiones basadas en la información de la que disponen. Los drones submarinos aún no son capaces de llegar a ese nivel de toma de decisiones y, previsiblemente, no lo serán en el futuro próximo. Además de darles instrucciones, las comunicaciones pueden ser esenciales para recibir la información que recaben o actualizar sus cometidos o reglas de enfrentamiento.

Subir a la superficie para utilizar otros métodos, como puede ser el satélite o la radio, supone, en primer lugar, exponer al dron a ser detectado. También requiere que el dron cuente con algún tipo de mástil, haciendo más complejo su diseño. Además, para comunicarse por satélite o por radio a grandes distancias, se necesitan señales potentes, que no estarán disponibles en los drones más pequeños.

Otra posibilidad es el empleo de boyas que actúen como nodos intermedios; es decir, que el dron se comunique con la boya y esta, por satélite o radiofrecuencia, con el exterior. Por supuesto, este sistema también tiene sus limitaciones, ya que la boya deberá ser portada por el UUV y, probablemente, abandonada (y, quizás, detectada) o preposicionada, con lo que se vuelve a hacer difícil su empleo en operaciones clandestinas. Y comunicarse con la boya tampoco será, necesariamente, sencillo.

Las comunicaciones ópticas también están siendo objeto de estudio. El problema del láser es que se atenúa en el mar y los alcances y anchos de banda que se han logrado no tienen ninguna validez práctica, además de que es casi imposible disponer de la potencia necesaria en un dron submarino.

Por último, mencionar que la posibilidad de UUV trabajando en red (los famosos enjambres) requiere, evidentemente, comunicaciones fluidas entre ellos; un gran desafío que no estamos cerca de resolver.

Autonomía

Incluso aunque un dron submarino pueda contar con comunicaciones fiables permanentemente, algo que ya hemos visto que es improbable a medio plazo, habrá misiones que exigirán que las reduzca al mínimo para evitar ser detectado, así que, aunque se logre una cierta capacidad de control remoto, el UUV deberá operar en solitario durante gran parte del despliegue.

Existen distintas clasificaciones de autonomía. Una sería la que divide los drones en completamente autónomos, semiautónomos, teleoperados y operados remotamente. Otra contempla seis categorías: operado, asistido, delegado, supervisado, mixto y completo. Una tercera taxonomía, quizás la más clara, los divide en man in the loop (humano en el ciclo; el operador está metido en el proceso de decisión) , man on the loop (humano sobre el ciclo; el operador supervisa el proceso de decisión) y man out of the loop (humano fuera del ciclo; el operador no puede impedir las acciones del dron).

La autonomía de cualquier sistema complejo deberá lograrse mediante el empleo de inteligencia artificial. Simplificando burdamente, diremos que la inteligencia artificial es el intento de imitar el razonamiento humano en máquinas. Es decir, ir más allá de los simples cálculos (y no tan simples, por supuesto) que venían haciendo los ordenadores y ser capaz de hacer cosas que, se suponía, solo el cerebro humano era capaz de hacer. Algunas de estas pueden ser aprender o inferir soluciones sin tener datos concretos, pero comparando con experiencias pasadas. Por esto es habitual escuchar que la IA tiene que «entrenarse» antes de funcionar: necesita una importante cantidad de experiencias previas para que su base de datos sea suficientemente grande como para ser capaz de sacar soluciones que no tiene programadas.

La tecnología actual permite la navegación autónoma guiada tanto por GPS como por doppler. Los drones actuales también son capaces de hacer planeamientos de ruta sencillos, incluyendo el mantenerse fuera de zonas prohibidas. Aunque existe la capacidad de tomar decisiones sencillas, basadas en la información recibida, este nivel de toma de decisiones no se considera suficiente para, por ejemplo, otorgarle la capacidad de emplear armas u otras decisiones complejas. El reposicionamiento en función de las señales recibidas por sus sensores y según la «salud» de la plataforma y prioridades establecidas antes de la misión también se considera suficientemente robusto como para que los UUV lo hagan sin supervisión.

Algunas de las capacidades que todavía no se consideran suficientemente maduras son los tránsitos largos y el planeamiento de rutas de inserción sin navegación por GPS, utilizando tecnologías basadas en el reconocimiento del fondo, por ejemplo. Tampoco hay plena confianza en poder hacer estudios flexibles de zona, incluyendo la detección, clasificación y reconocimiento de blancos. Otra cuestión clave es la contradetección, en varios sentidos. Uno es la detección de redes u otros obstáculos pequeños, que pueden ser tanto accidentales como diseñados para impedir el paso de los drones. Otra es la capacidad de valorar en qué momento han sido o pueden ser detectados por el enemigo. Esto varía en función de la plataforma enemiga y de las condiciones, y el comportamiento del dron deberá ajustarse según la prioridad de la misión (clandestinidad frente a objetivos). La fusión de datos de distintos sensores tampoco está todo lo desarrollada que debiera para permitir una operación independiente. La conjunción de la información y el análisis holístico es lo que ofrece un verdadero conocimiento del entorno que permite tomar decisiones adecuadas. También se debe mejorar la reacción ante la detección de errores propios: valorar si es crítico para la misión, si debe continuar o, posiblemente, en un futuro, realizar un autoreparación. Por último, reconfigurar sus propios sensores, no solo en respuesta a un cambio ambiental, sino a una variación de la situación táctica, puede ser un desafío para la IA.

Más a largo plazo, se pretende obtener la capacidad de evaluar el nivel de amenaza e intenciones del adversario y la toma de decisiones autónoma que permita el empleo de armas. También se quieren desarrollar comportamientos colaborativos avanzados, algo que requerirá de una mejora en el ámbito de las comunicaciones.

En resumen, se estima que solo se han hecho progresos muy limitados en otorgar mayor autonomía a los sistemas no tripulados (no solo los submarinos), lo que hace que haya que ser, al menos, algo cautos en este sentido. Es muy posible que, a corto y medio plazo, los UUV tengan que operar comunicándose rutinariamente con una estación de control, perdiendo así algunas de sus potenciales ventajas.

Más allá de la tecnología

Aunque nos hemos centrado en los dos grandes escollos tecnológicos que aún tienen que superar los drones submarinos, hay otros asuntos que, aunque no requerirán de enormes inversiones en i+D, tendrán que solventarse antes de que veamos funcionar ese submarino tan capaz como un SSN Virginia pero no tripulado. ¿Permitiremos que una máquina, sin supervisión alguna, emplee armas? ¿Dejaremos la posibilidad de que estalle un conflicto, o de una escalada sin retorno, en manos de un algoritmo?

En la última década hemos vivido la polémica que levantó el empleo de drones aéreos, argumentándose que, al alejar el sufrimiento de la guerra de las personas, la deshumanizan y, por tanto, hacen más sencillo tomar decisiones que no deberían de tomarse a la ligera. El empleo de armas en autodefensa sería más sencillo de justificar (aunque seguiría habiendo escollos, especialmente si es una autodefensa contra una plataforma tripulada), pero cuando estamos hablando de un uso proactivo de las armas, habrá que valorar si estamos dispuestos a que las decisiones las tome un ordenador sin supervisión humana. Es curioso que no haya legislación internacional específica respecto al empleo de drones militares. En cualquier caso, convendría tomar esta decisión antes de gastar una parte de los restringidos presupuestos en desarrollar una tecnología que, quizás, nunca usemos por condicionantes ético-morales.

Por otro lado, veremos en los próximos años la aparición de un nuevo campo doctrinal. De la misma forma que los tanques no tuvieron éxito hasta que se empezaron a usar de la forma en la que más se aprovechaban sus ventajas y al igual que no se tuvo consciencia del verdadero potencial del avión hasta años después de su aparición, probablemente, tardaremos en dar con el mejor uso de los UUV. Pero, además, la doctrina es el cuerpo documental en el que se apoyan los operadores, y habrá que desarrollarla para cubrir todas las posibilidades y contingencias. El arma aeronaval o la submarina (y no digamos los barcos de superficie) llevan años generando doctrina y adaptándola a las nuevas circunstancias; lo mismo habrá que hacer con los drones submarinos.

Bibliografía

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[i] Las particularidades de las ondas acústicas y del medio submarino hacen que su transmisión varíe enormemente en función de la posición del emisor y el receptor y de las condiciones (temperatura, presión y salinidad) ambientales, además de verse afectadas por el ruido que pueda haber. Para profundizar, ver el artículo del CAPTAS-4 de la bibliografía.