Drones leren hoe ze veilig kunnen crashen

Een man en vrouw-team denken dat ze de oplossing hebben voor een van de grootste hindernissen voor de bezorging van drone-pakketten.

De meeste onbemande luchtvaartuigen zijn helemaal niet onbemand. Volgens de wet in de VS moet een toegewijde piloot een zichtlijn naar het voertuig behouden om een ​​veilige werking te garanderen. Deze opzet is onhoudbaar voor de grootschalige uitrol van drone-vloten, zoals die gepland zijn door Amazon voor het afhandelen van klantleveringen in stedelijke gebieden, of voor openbare dienstmissies waarbij wordt gescand op bosbranden, zoek- en reddingsoperaties of haaienbewaking.

Lou Glaab, een ruimtevaarttechnoloog en NASA-onderzoeker, en zijn vrouw, Trish Glaab, een software-ingenieur, hebben een systeem ontwikkeld waarvan zij denken dat het het probleem oplost. Safe2Ditch is een pakket software-algoritmen en logica dat zich in het voertuig bevindt, hetzij in een kleine afzonderlijke vluchtcomputer, hetzij als een geïntegreerde modus in een stuurautomaat. In het geval van een mechanisch defect of een lege batterij, zorgt Safe2Ditch ervoor dat het voertuig veilig kan landen, waardoor het risico op letsel voor mensen in stedelijke en voorstedelijke gebieden wordt verkleind.

Het is technologie die volgens de Glaabs bedrijven zal helpen om bij de Amerikaanse Federal Aviation Administration, die alle aspecten van de burgerluchtvaart regelt, te verdedigen dat deze voertuigen autonoom en veilig kunnen opereren in de buurt van huizen en mensenmassa's.

De software is speciaal ontworpen voor kleinere, goedkopere vliegtuigen. Het bewaakt verschillende systemen in de drone en neemt beslissingen om de drone door te laten gaan zoals gepland, als er geen noodsituatie wordt voorspeld, of om de controle over te nemen, een veilige landingsplaats te kiezen en een landing zo voorzichtig mogelijk uit te voeren, gezien de capaciteiten van het beschadigde voertuig. Het systeem slaat een database op met potentiële slootlocaties voor veilige noodlandingen en kan de ideale locatie kiezen op basis van bereik, grootte, type terrein, betrouwbaarheid en tijd- of dagbeperkingen. (Het team is van plan om in latere iteraties van de software potentiële landingsplaatsen buiten de database-opties te beoordelen, door de videofeed van het voertuig te analyseren).

Verwant verhaal

Verwant verhaal In Rwanda verkort een vroege commerciële test van onbemande luchtvaartuigen de tijd van een medische instelling om bloed te verkrijgen van vier uur naar 15 minuten.

Safe2Ditch is ontworpen om het soort besluitvorming na te bootsen dat een piloot in de algemene luchtvaart zou moeten bieden als haar vliegtuig plotseling niet-luchtwaardig zou worden en ze moest reageren en manoeuvreren om haar leven en dat van mensen op de grond te beschermen, zegt Trish. De software bewaakt voortdurend de toestand van het voertuig en koppelt dit aan het missieplan en de stroombehoeften. Wanneer een dreigend noodgeval wordt gedetecteerd, begint het systeem met de triage van bekende beste crashlocaties, waarbij de levensduur en prestaties van het gehandicapte voertuig worden geëvalueerd ten opzichte van wat nodig is om naar elk gebied te vliegen. Als er geen locatie beschikbaar is binnen de capaciteit van het voertuig, begint het gewoon in de directe omgeving te zoeken binnen de beschikbare voorspelde time-to-crash-periode.

Het is een veel geavanceerder systeem dan wat momenteel wordt gebruikt in de meeste commerciële UAV's, die een aangewezen 'thuis'-punt vereisen, waarnaar het voertuig zal proberen terug te keren in het geval van een hardwarestoring of een lege batterij. Huidige modellen zijn niet in staat om veilig te dumpen als, bijvoorbeeld, de resterende batterijlading de drone niet naar zijn thuispunt kan terugbrengen, of als dat thuispunt verouderd is.

Het huidige systeem is afhankelijk van de juiste instelling van de UAV, legt Nicholas Roy uit, hoogleraar luchtvaart aan het MIT. Dus je krijgt deze komische verhalen waarin de operator is vergeten het startpunt te wijzigen wanneer hij naar een nieuwe locatie vliegt, en het voertuig probeert een enorme afstand terug te vliegen naar het opgegeven startpunt. Afhankelijk van de storing, zullen sommige commerciële UAV's momenteel voor een bepaalde tijd in de lucht blijven, waardoor de piloot de kans krijgt om de situatie te herstellen.

Het Safe2Ditch-systeem daarentegen gebruikt een ingebouwde camera om te detecteren of er beweging is op een mogelijke crashlocatie om vast te stellen of er mensen of auto's aanwezig zijn en ofwel om te leiden naar een andere locatie of te manoeuvreren om de beweging te vermijden. Deze functie is voor het team de grootste uitdaging gebleken om te implementeren, aangezien de camera trilt en beweegt terwijl hij bewegende objecten op de grond probeert te detecteren. Het paar werkt samen met een team van de Brigham Young University, dat software heeft ontwikkeld om dit probleem te verhelpen.

Het Safe2Ditch-systeem is nog niet faalveilig. Het kan momenteel niet worden ingeschakeld wanneer, bijvoorbeeld, de batterij van het voertuig plotseling uitvalt, zoals wanneer een kabel wordt losgekoppeld, of als de stuurautomaat volledig faalt - tekortkomingen die het team momenteel probeert aan te pakken door middel van regelmatige capaciteitsuitbreidingen.

Zodra deze resterende technologische uitdagingen zijn opgelost, gelooft Roy dat Safe2Ditch, of vergelijkbare systemen, een door de FAA opgelegde veiligheidsnorm voor UAV-productie kunnen worden.

Het is historisch aangetoond dat de FAA snel handelt als de juiste technologie wordt ingezet om de veiligheid te verbeteren, zegt Roy. Het grotere struikelblok is het vinden van systemen die volwassen genoeg zijn zodat regelgevers het tot een essentiële vereiste kunnen maken. Daarom is het Safe2Ditch-programma zo spannend.

zich verstoppen