Toen Parijse brandweerlieden wanhopig de Notre-Dame wilden redden van totale verwoesting, vertrouwden ze op drones om hen te laten zien waar ze hun inspanningen moesten richten en hun slangen moesten positioneren.
Ondertussen is UPS begonnen met het gebruik van drones, formeel bekend als onbemande luchtvaartuigen (UAV's), om medische monsters te vervoeren van en naar gebouwen in een ziekenhuisnetwerk in Raleigh, North Carolina.
Het Amerikaanse ministerie van Binnenlandse Zaken heeft onlangs gemeld dat het vorig jaar meer dan 10.000 drone-vluchten heeft gelanceerd, twee keer zoveel als in 2017. Het gebruik ervan als reactie op natuurrampen was dramatisch.
Er is niet veel twijfel dat drones een go-to-tool zijn geworden voor onze tijd, een technologie waarvan het gebruik alleen maar zal uitbreiden. Ondanks al hun potentieel staan UAV's nog steeds voor een grote uitdaging - beperkte batterijcapaciteit. De meeste modellen kunnen niet langer dan 20 minuten in de lucht blijven voordat het sap op is. Sommige vluchten kunnen 30 minuten duren, maar dat is over het algemeen de limiet.
Vogels doen het
Veel onderzoek is gericht op de batterijen zelf. Een startup genaamd Cuberg, bijvoorbeeld, zegt dat het een lithium-metaalbatterij heeft ontwikkeld die de vliegtijd met 70 procent kan verlengen.
Maar een internationaal team van wetenschappers heeft een andere aanpak gekozen, in plaats daarvan op zoek naar manieren om drones in staat te stellen batterijvermogen te besparen door tijdens vluchten te 'rusten'. In het bijzonder hebben ze UAV's ontworpen met landingsgestel waarmee ze kunnen neerstrijken of balanceren op objecten zoals vogels.
"We hebben een paar verschillende zitstrategieën", zegt Yale-onderzoeker Kaiyu Hang, hoofdauteur van een onderzoek dat onlangs is gepubliceerd in Science Robotics. "Waar het volledig is neergestreken, waar het ergens omheen grijpt, zoals een vleermuis, kunnen we alle rotors stoppen en zou het energieverbruik nul worden."
Een andere optie is wat Hang 'rust' noemt. Het gaat om het gebruik van een landingsapparaat waarmee een drone op de rand van een oppervlak kan balanceren, zoals een doos of een richel. In die positie zou het in staat zijn om twee van zijn vier rotors uit te schakelen, waardoor het verbruik ongeveer gehalveerd wordt. Een ander alternatief maakt het mogelijk voor een drone om op een klein oppervlak te zitten, zoals een paal, een tactiek die het energieverbruik met ongeveer 70 procent vermindert, volgens Hang.
Het concept van neerstrijkende drones is niet nieuw, maar dit onderzoek, zegt Hang, breidt het soort oppervlakken waarop UAV's kunnen rusten uit. Het ontwerp van het landingsgestel lijkt op een grijpklauw, met drie vingers. Wat het apparaat zijn veelzijdigheid geeft, zijn verschillende hulpstukken die aan de vingers kunnen worden bevestigd, afhankelijk van het soort oppervlak dat wordt gebruikt om te rusten.
Hang vergelijkt het met het veranderen van de lens op een camera om zich aan verschillende omstandigheden aan te passen. "Het is super moeilijk om een landingsgestel te ontwerpen dat in elke omgeving kan werken, " zegt hij. “Maar als je het modulair maakt, is het veel gemakkelijker om grijpers te ontwerpen die werken met de oppervlakken waar de UAV mee gaat werken. Het biedt verschillende oplossingen in plaats van een enkele beste oplossing. "
Neil Jacobstein, een bekende expert in kunstmatige intelligentie en robotica van Silicon Valley die niet bij dit onderzoek betrokken was, erkent de potentiële voordelen ervan. Hij zegt dat, hoewel hij het niet noodzakelijkerwijs zou beschrijven als een "doorbraak", hij denkt dat het "nuttig is vanwege de lage energiedichtheid van drone-batterijen. Dankzij het vermogen om neer te zitten en te rusten, kunnen drones energie besparen. ”
Volgende stappen
Het doel is dat deze drones kunstmatige intelligentie gebruiken om een omgeving te onderzoeken en vervolgens het meest geschikte landingsoppervlak te kiezen, zegt Hang. Tot nu toe is al het onderzoek gedaan in een laboratorium, zodat de wetenschappers een externe camera konden gebruiken in plaats van ze op de drones te installeren. Ze hadden ook geen last van stromingen en andere weersomstandigheden die het voor UAV's moeilijker maken om te landen en te stabiliseren op echte oppervlakken.
"Buiten zouden we veel aerodynamische problemen hebben", zegt Hang. "Dat is een van de uitdagingen van toekomstige ontwikkeling." De eerste stap, merkt hij op, was het maken van een prototype dat kon laten zien wat mogelijk was met behulp van modulaire componenten met drone-landingsgestellen. Het team heeft echter geen patent aangevraagd. Het is meer een academisch project geweest dan een commercieel, hang notities.
Maar Hang is enthousiast over hoe deze ontwerpinnovaties een impact kunnen hebben op het verbeteren van wat drones kunnen doen. Door ze veiliger te stabiliseren op verschillende oppervlakken, bijvoorbeeld, zouden ze in staat zijn om objecten op te tillen, iets wat een zwevende UAV niet zo goed kan.
"Met touwen kan een drone eigenlijk als een katrol fungeren, " zegt hij.
Hang stelt zich ook een dag voor waarop een drone bij uw raam zou kunnen landen om een bezorging te maken. "Je zou geen drones in je huis moeten laten komen", zegt hij. “Je zou in staat zijn om uit te reiken en te pakken wat ze leveren. Het zou zijn als een vogel die op je vensterbank zit. '
