25/11/2024
Door Ad Spijkers
Dankzij Fins-Amerikaans onderzoek kunnen drones de veiligheid en noodhulp in steden verbeteren.
Het Aerial onderzoeksproject van VTT Technical Research Centre of Finland in Espoo (aan de westrand van Helsinki) en New York University Tandon School of Engineering verlegt de grenzen van dronetechnologie om stedelijke veiligheid en noodhulp te verbeteren. Een innovatief kanaalmeetsysteem maakt het mogelijk om real-time datacommunicatie met hoge snelheid te ontwikkelen tussen drones en robots op de grond. Ze kunnen paramedici, brandweerlieden en politieagenten helpen levens te redden.
Aerial
Het driejarige onderzoeksproject eindigt in december 2024 en richt zich op draadloze communicatie in het millimetergolf (mmWave) bereik tussen onbemande luchtvaartuigen (UAS) en grondeenheden, zoals auto's of robots. De belangrijkste prestaties van het project zijn de oprichting en het gebruik van een op UAS gebaseerd mmWave kanaalmeetsysteem plus de ontwikkeling van relevante kanaalmodellen die kunnen dienen als basis voor elk draadloos systeemontwerp.
Communicatie met behulp van drones brengt verschillende technische uitdagingen met zich mee, zoals signaalvoortplanting en problemen met de compactheid van het systeem. Door te bestuderen hoe radiosignalen zich gedragen in stedelijke omgevingen, kunnen onderzoekers de communicatie tussen drones en andere hulpvoertuigen verbeteren. Drones kunnen bijvoorbeeld voor ambulances uit vliegen, het verkeer in real-time analyseren en data leveren om hulpvoertuigen om te leiden, waardoor ze files kunnen vermijden. In noodgevallen kunnen vertragingen van slechts één tot tien minuten cruciaal zijn.
Toepassingen
Drones en robottechnologie kunnen noodhulpsystemen ook op andere manieren aanzienlijk verbeteren, aldus de onderzoekers. Een scan vanuit een drone biedt een snel luchtbeeld van een brand of natuurramplocatie, waardoor brandweerlieden en hulpverleners snellere, beter geïnformeerde beslissingen kunnen nemen.
Drones kunnen ook de situatie op straat in de gaten houden, ongelukken detecteren en hulp sturen als er assistentie nodig is. Het project baant de weg voor draadloze 3D-systemen en de ontwikkeling van slimme steden.
VTT heeft aan dit samenwerkingsproject bijgedragen met zijn kennis en onderzoeksmogelijkheden op het gebied van drone-hardware en systeemontwikkeling. De rol van VTT omvatte het ontwerpen en ontwikkelen van de hardware die in de drone is geïntegreerd. NYU Tandon richtte zich op het ontwikkelen van software voor het op UAS gebaseerde meetsysteem, simulatie en het maken van nauwkeurige kanaalmodellen door empirische gegevens te analyseren. De resultaten vormen de technische basis voor wereldwijde standaarden en commerciële toepassingen.
Kanaalmeetsysteem
De hierboven genoemde scenario's worden mogelijk gemaakt door aangepaste software en een kanaalmeetsysteem dat is ontworpen door het projectteam. Zodra de communicatie tussen UAS en grondvoertuigen tot stand is gebracht, kan kunstmatige intelligentie de stedelijke veiligheidsbewaking verbeteren door drones autonomer en efficiënter te maken in complexe omgevingen.
Het onderzoeksresultaat is vooral belangrijk gezien de beperkingen van de grootte, het gewicht en het vermogen van vliegende voertuigen. De onderzoekers hebben een meetsysteem ontwikkeld dat werkt op mmWave-frequenties en is geïntegreerd in UAS. Dankzij de inspanningen voor daaverzameling kunnen ze communicatiemodellen te ontwikkelen die uiteindelijk internationale standaarden kunnen worden.
Het project zal komende maand eindigen, maar er zijn uitgebreide simulaties en verdere ontwikkeling vereist voordat de resultaten op grote schaal kunnen worden geïmplementeerd in commerciële toepassingen. Het onderzoek heeft de basis gelegd voor toekomstige innovaties, maar er moeten nog meer data worden verzameld en de modellen verfijnd voordat het systeem commercieel kan worden ingezet. Er zijn wereldwijde standaarden en regelgevingen nodig voordat brede acceptatie mogelijk wordt.
Foto: VTT