Výskum a vývoj bezpilotných technológií na Slovensku
Hnacím motorom rozvoja každej oblasti priemyslu je vývoj a výskum, ktorý vytvára a testuje nové možnosti, vylepšuje zabehnuté procesy a otvára dvere novým aplikáciám v praxi. Platí to aj pre segment bezpilotných technológií, ktorých výrazný progres umožňujú práve výskumné projekty. V tomto texte sa budeme venovať tým, ktoré vznikli a realizujú sa na Slovensku. Často na nich spolupracujú technologické firmy s odbornými školami, či občianskymi združeniami. Viaceré z nich boli predstavené aj na konferencii DRONTEX 2022, ktorá sa uskutočnila 20.Októbra 2022 v Piešťanoch.
Prečítajte si tiež: Internet dronov (IoD) umožňuje nové použitie UAV v rôznych odvetviach
Projekt UAVLIFE – využitie dronov v boji s pandémiou
Pandémia Covid-19 vytvárala veľký nápor nielen na doktorov a zdravotníkov, ale aj na výskumné centrá a laboratóriá. Tie museli vyhodnocovať veľké množstvá vzoriek v relatívne krátkom čase, preto je prirodzené, že hľadali spôsoby, ako tento proces zefektívniť a optimalizovať. Svoju úlohu tu môžu zohrať aj bezpilotné prostriedky, ktoré dokážu v krátkom čase bezpečne previezť vzorky z bodu A do bodu B.
Výskumu využiteľnosti autonómnych lietajúcich prostriedkov v boji proti pandémii Covid-19 sa na Slovensku venuje aj Slovenská technická univerzita v Bratislave (STUBA) spolu so Žilinskou univerzitou, spoločnosťou Aerobtec a neziskovou organizáciou Medirex group academy v rámci projektu UAVLIFE. Cieľom výskumu je vytvoriť prototyp bezpilotného prostriedku a spôsobu autonómnej a bezpečnej prepravy biologického materiálu.
STUBA v rámci projektu vyvíja prototyp dronu, systém riadenia a autonómiu. Keďže ide o prenos citlivého a potenciálne nebezpečného materiálu, kladie sa veľký dôraz na bezpečnosť. V prípade výpadku alebo rušenia GPS signálu musí byť zabezpečený alternatívny spôsob lokalizácie. Na to sa využíva algoritmus pracujúci s matematickým modelom vypočítavajúcim polohu dronu na základe rýchlosti, vizuálnych značiek a odometrie – senzorov snímajúcich pohyb.
Dôležitá je aj architektúra navigácie, ktorá plánuje čo najefektívnejšiu trasu vzhľadom k viacerým parametrom. Potenciálnym kolíznym situáciám, napríklad zrážkam s vedením vysokého napätia alebo stožiarmi, sa dron dokáže vyhnúť vďaka viacerým typom senzorov.
Žilinská univerzita sa v rámci projektu UAVLIFE zaoberá koordináciou flotily autonómnych dronov, keďže pri prevádzke sa predpokladá zapojenie viacerých UAV súčasne. Spoločnosť Aerobtec navrhla prototyp elektronického meniča pre riadenie pohonov dronu. Vďaka vyvinutým algoritmom vektorového riadenia a aktívnej rekuperácie dosahuje menič výrazne vyššiu efektivitu v porovnaní s konvenčnými riešeniami. Takáto optimalizácia riadiacej štruktúry motorov má výrazný vplyv na dolet dronu. Medirex group academy má v projekte za úlohu stanovenie vplyvu transportu na kvalitu vzoriek, ktorých rôzne hodnoty kontroluje pred, počas letu, aj po pristátí.
Projekt UAVLIFE môže výrazne pomôcť pri rýchlej a bezpečnej preprave biomedicínskych vzoriek niele n v prípade pandémie. Dokončiť by sa mal v roku 2023.
Vývoj UAV spoločnosti Aliter Technologies
Na konferencii DRONTEX 2022 vystúpil s prezentáciou aj Ákos Haramia zo spoločnosti Aliter Technologies, ktorá sa venuje aj vývoju vlastných bezpilotných technológií. Konkrétne ide o dron určený pre inštaláciu plašičov vtáctva na vedenia vysokého napätia. Štandardne sa na inštaláciu plašičov, ktoré zabraňujú úhynu vtákov, používa ťažká technika – žeriavy a zdvižné plošiny a v USA aj vrtuľníky. Takýto postup je však nielen nebezpečný a nákladný, ale v náročnom teréne aj ťažko realizovateľný. Požiadavky, ktoré sa spájali s vývojom dronu schopného inštalovať plašiče, sa týkali najmä nízkej hmotnosti, bezpečnej prevádzky a nastavení elektroniky dronu, ktorá bude vedieť fungovať aj pri vysokom napätí. Projekt vyústil do úspešného konca a momentálne sa tento dron využíva na inštaláciu plašičov vo viacerých krajinách. Za jeden deň je možné pomocou dronu nainštalovať až 300 plašičov.
Druhou technológiou, ktorý spoločnosť Aliter Technologies vyvinula, je dron s označením VIMA – Virtual Mast. Ide o UAV pripútané napájacím káblom s maximálnym dosahom 100m, ktorý zabezpečuje dlhodobú prevádzku zariadenia. Dron slúži ako virtuálny stožiar, dokáže výrazne zvýšiť dosah rádiových signálov a zabezpečiť situačné povedomie pri veľkých podujatiach, či krízových a špeciálnych situáciách. Vzlet aj pristávanie funguje autonómne, a pre rozšírenie funkcií môže byť dron vybavený ďalšími prídavnými senzormi. Na Slovensku bol napríklad nasadený pri návšteve pápeža Františka v Šaštíne, kde 17 hodín monitoroval situáciu pri vstupných a výstupných bránach.
Dron VIMA je zároveň súčasťou MMR – mobilného miesta riadenia. Ide o dodávku vybavenú systémami schopnými zbierať informácie z viacerých zariadení, poskytuje technické zabezpečenie a pracovné prostredie pre malé tímy v teréne. Pre viac informácií o projektoch Aliter Technologies si môžete pozrieť záznam prezentácie na našom Youtube kanáli
R-SYS - Manažment dronovej prevádzky
Pri rozvoji dronových služieb je dôležitý nie len vývoj samotných bezpilotných technológií, ale aj systémov ich bezpečného manažmentu. Potreba takýchto riešení priamo úmerne rastie so zvyšujúcim sa počtom dronov vo vzdušnom priestore. Na Slovensku sa tejto problematike venuje spoločnosť R-SYS, partner asociácie Mám Dron, ktorá vyvinula (a naďalej vyvíja) informačný systém pre riadenie bezpilotnej prevádzky, ktorý zároveň umožňuje aj integráciu s pilotovanou prevádzkou. Tento informačný systém umožňuje prevádzkovateľom navigačných služieb a iným povereným autoritám získať prehľad o počte a pohybe dronov a UAV pilotom dáva možnosť bezpečného plánovania letov pomocou mobilnej aplikácie. Systém je nasadený vo viacerých krajinách a prispôsobiteľný pre lokálne požiadavky. Na Slovensku funguje pod hlavičkou MamDron a jeho časť, mobilnú bezplatnú mobilnú aplikáciu MamDron, už využíva viac ako 3300 pilotov dronov.
Optimalizácia nasadenia dronov s pevným krídlom pri záchranných misiách
Dohľadávanie stratených osôb, monitoring požiarov a prírodných katastrof, aj pri týchto situáciách sú bezpilotné prostriedky užitočným pomocníkom. Otázkou, ako pri SAR (Search And Rescue) operáciách využiť dron s pevným krídlom čo najefektívnejšie, sa zaoberá aj Žilinská univerzita. Výskum optimalizácie nasadenia UAV v krízových situáciách predstavil na konferencii DRONTEX 2022 Pavol Pecho z Fakulty prevádzky a ekonomiky dopravy a spojov UNIZA. O tomto výskumnom projekte sme už písali v predošlom článku: https://mamdron.sk/drony-pomahaju-pri-zachrannych-operaciach-aj-na-slovensku/
Detekcia dronov podľa zmien v atmosfére
Zaujímavý prístup pri detekcii dronov vo vzdušnom priestore prináša aj výskumný projekt na Fakulte špeciálnej techniky na Trenčianskej univerzite. Ako vysvetlil Peter Fabo vo svojom konferenčnom vstupe, pohyb dronu vo vzdušnom priestore má vplyv na atmosféru a vytvára charakteristický typ turbulencie. Dron vytvára vzduchovú bublinu so špecifickými termickými a dynamickými vlastnosťami a zároveň vytvára elektromagnetický smog. Tieto zmeny – nehomogenity v atmosfére a elektromagnetická stopa – môžu byť pozorované a vyhodnocované zo zeme pomocou viacerých technológií a postupov.
Zhrnutie
Konferencia DRONTEX 2022 ukázala, že aj na Slovensku prebieha komerčný aj akademický výskum bezpilotných technológií, na ktorom spolupracujú súkromné firmy, občianske združenia a akademická obec. Dúfajme, že takýchto projektov bude vznikať v budúcnosti viac, aby sa potenciál dronov a ich užitočnosti pre spoločnosť mohol naplno rozvíjať a zvyšovať tak kvalitu a efektivitu priemyselných aplikácií a služieb pre ľudí.
PODOBNÉ PRÍSPEVKY
Marek Náhlik, CEO spoločnosti R-SYS, sa vo svojej prezentácii na konferencii DRONTEX 2022 venoval konceptu autonómnej vzdušnej prepravy pomocou dronov, VTOL a lietadiel s hybridným pohonom. Aké výzvy a benefity tento segment prinesie? Aj to sa dozviete sa v článku, ktorý sumarizuje jeho prezentáciu z konferencie.
Fotogrametria umožňuje získavať 3D modely oblastí a objektov z 2D fotografií. Prečítajte táto technológia funguje a akú úlohu pri získavaní geografických dát zohrávajú bezpilotné prostriedky!
Vodíkové drony sú na rozdiel od UAV prístrojov poháňaných batériami oveľa efektívnejšie, čím sa rozširujú možnosti ich použitia pri rôznych druhoch operácií.