Droner med milliardpotentiale

– Uh, se! En drone!

Sådan lyder det af og til, når man går tur i grønne områder, for synet af en drone er ikke voldsomt almindeligt. Men hvis det står til regeringen, skal der laves om på det. Til glæde for dansk forskning, erhvervsliv og økonomien generelt.

Potentialet i droner er stort. EU-kommissionen forventer, at den europæiske droneindustri om bare 20 år vil beskæftige mere end 100.000 mennesker og omsætte for mere end 75 mia. kr. om året. Heraf vil størstedelen udgøres af serviceydelser som f.eks. at levere pakker til små øsamfund hurtigt og billigt. Droner vil også kunne gøre rent på steder, som ikke er egnede for mennesker, hvis der f.eks. er tale om meget giftige kemikalier, der skal fjernes. Og de vil kunne være en essentiel del af private virksomheders produktionsapparat – for blot at nævne få eksempler.

Det er den industri, Danmark gerne skulle have del i. Og derfor lancerede regeringen sidste år en dronestrategi – og i slut marts blev der udmøntet næsten 30 mio. til forskning i droner.

Hvis man definerer en drone som en UAV (Unmanned Aerial Vehicle), er idéen om ubemandede, flyvende objekter langt fra ny.

De første forsøg blev lavet helt tilbage i 1783. Det var de franske Montgolfier-brødre, som eksperimenterede med ubemandede varmluftsballoner. Og i 1849 blev Venedig udsat for et bombardement af Østrig, da netop ubemandede varmluftsballoner svævede ind over byen lastet med sprængstoffer.

Siden da er man selvfølgelig kommet et godt stykke længere. For få år siden proklamerede den amerikanske internethandelsside Amazon, at målet var at levere pakker med droner, men det er endnu ikke blevet til virkelighed.

– Jeg tror, at mange er blevet overraskede over, hvor kompliceret det rent faktisk er at få en drone til at flyve helt autonomt. Der er utallige problemer, som en drone skal kunne tage højde for helt af sig selv. Læg dertil, at den i sidste ende skal godkende af bl.a. luftfartsmyndighederne. De har skrappe krav. Og det skal vi nok være glade for, forklarer Peter Nielsen. Han er lektor ved Aalborg Universitet og forsker i droneteknologi.

Flagermus som forbillede
Af naturlige årsager var de første droner 100 pct. afhængige af vejret. Angrebet på Venedig i 1949 var ikke historiens første. Året forinden havde man forsøgt landet havde man forsøgt sig med et lignende angreb, men pga. vinden nåede varmluftsballonerne aldrig deres mål.

Det er ikke helt ulig de problemer, som nutidens droner har.  En drone, der flyver helt uden menneskelig kontrol, skal kunne tage højde for vejret, en fugl der flyver ind foran den, mennesker på taget eller vinduespudsere langs facaderne af høje bygninger. I byområder er der også gerne legende børn, som måske skyder en bold op i luften. Alle disse ting skal dronen selvstændigt kunne skelne fra hinanden.

Det kan den gøre via forskellige typer teknologi. Det kan være via et kamera, hvor dronen så har indbygget software, som gør, at den kan genkende mennesker og skelne fugle fra andre droner.

Samtidig er der problemet med at afstandsbedømme. Her er der – også – flere måder at gøre det på.

Det kan f.eks. være via Lidar-teknologi. Det er kort fortalt en lille laser, som konstant udsender små lyspulser. Når signalet rammer noget, sendes det tilbage til dronen i en ændret form. Det registrerer en detektor, som kan omsætte signalet og fortælle dronen, at der er f.eks. fem meter hen til nærmeste forhindring.

– Men ingen af disse systemer er endnu så udviklede, at vi med stor sikkerhed kan sige, at de kan tage højde for alt og selvstændigt tage en fejlfri beslutning hver gang, forklarer Peter Nielsen.

Derfor forsker man i at forbedre både soft- og hardware, og der er forskellige tilgangsmåder.

På Syddansk Universitet forsker man i at efterligne dyrenes måde at navigere på for at kunne få en drone til at lave afstandsbedømmelser.

– Vi har bl.a. et program, hvor vi forsøger at imitere flagermus’ sonar, siger Brad Beach. Han er leder af Syddansk Universitets Dronecenter.

Flagermus navigerer ved at udsende højfrekvente lyde, som det menneskelige øre ikke kan opfange. Når lyden vender tilbage til flagermusen, kan den høre, hvor langt der er til nærmeste forhindring.

– Desuden skal den information, som dronen henter på sin flyvetur, kunne lagres sikkert. Det er også et emne, vi forsker i, siger han.

Både sikker logning af information og imitation af flagermus er en del af projekt Free the Drones ved Syddansk Universitet. Forsøgene finder bl.a. sted i H. C. Andersen Lufthavn ved Odense, hvor det er tilladt at flyve med jetdrevne droner.

– Det er et testcenter, vi er enormt stolte over at have, forklarer Brad Beach.

– Men det, jeg er mest stolt af ved centret, er, at vi har en holistisk tilgangsvinkel til droneforskning. Vi udvikler også på hardware, og vi har sågar også den menneskelige del af aspektet med. Vi ser også på, hvordan folk forholder sig til droner, siger Brad Beach.

Både Brad Beach og Peter Nielsen vurderer, at det første sted man vil se pakkeleverancer med droner bliver i mere øde områder, som f.eks. Alaska.

For tilliden til droner er også et delvist politisk spørgsmål.

– Der er intet, der er 100 pct. sikkert. Så hvor stor en fejlprocent er man villig til at acceptere for, at vi kan få droner ind i byrummet? Hvor meget skal dronerne testes, inden vi tager det skridt?, spørger Peter Nielsen retorisk.

Klimaet på lidaren
Et af de mest øde steder på jordkloden er det nordøstlige hjørne af Grønland. Her finder man Villum Research Station, bare 920 km fra Nordpolen.

Her er målet for forskerne bl.a. at bestemme havisens udbredelse og tykkelse. Sådanne observationer kræver mange overflyvninger. Den slags tager lang tid, og her er droner oplagte at sætte ind.

– Jeg forstår godt spørgsmålet om, hvorfor vi så ikke har brugt droner noget før. Men hidtil har de ikke kunnet bære mere end 5 kg udstyr, siger Henrik Skov.

Droner som disse er langtfra billige. Stykprisen er næsten en mio. kr. for en drone af typen Pengiun B. Oven i prisen for dronen kommer så udgifter til kommunikationsudstyr, udstyr så dronens position kendes præcist, måleudstyr til eksperimentet og backup til al kommunikation.

Henrik Skov har allerede bestilt flere droner.. En skal bruges til at måle antallet af sodpartikler i luften. En anden skal bruges til at måle mængden af biologisk materiale i luften. Der er også købt en drone mere for at have en i reserve. Det ér ikke sjovt at stå i Nordøstgrønland og mangle en. Men der er god økonomi i at bruge droner så afsides et sted.

– Skulle vi lave så mange overflyvninger med et bemandet fly, vil det løbe op i et enormt beløb. En rejse til Villum Research Station for en enkelt person med ophold kan let løbe op i 100.000 kr. Så det er klart, at en drone er en god hjælp. Den bliver heller ikke træt og skal have pauser ift. piloten i et fly, forklarer Henrik Skov. Han er forskningsdirektør ved forskningsstationen og professor ved Institut for Miljøvidenskab på Aarhus Universitet.

Indendørs er heller ikke problemfrit
Hos Peter Nielsen på Aalborg Universitet skal man ikke tage højde for det arktiske vejr. Her er sigtet med droneforskningen et andet.

– Vi forsker primært i, hvordan man kan bruge droner i industriel produktion. Det betyder, at dronerne flyver indendørs. Der kan vi kontrollere miljøet fuldstændig og skal ikke tage højde for vind og vejr,” forklarer Peter Nielsen.

Det hele foregår i tæt samarbejde med flere virksomheder, dette har også udløst en millionbevilling fra Innovationsfonden.

Men som med så meget andet i livet, dukker der et nyt problem op, når man har løst det første.

Det samme er gældende for droner til indendørs brug. Her kan dronen ikke længere bruge GPS-signal til at kende sin egen præcise position. Det er fordi, industriel produktion ofte foregår i betonbygninger, som typisk “sluger” meget af signalet udefra. Derudover er der megen anden elektromagnetisk støj, hvilket også gør det sværere at bruge GPS-navigation.

– Derfor arbejder vi på at udvikle kontroltårne i stil med dem, som du kender fra lufthavne – selvfølgelig ikke så store rent fysisk, siger Peter Nielsen.

Det er derfor kontroltårnet, der skal sende et signal til dronen, så den ved, hvor den er, og hvad dens næste opgave bliver.

En god beskrivelse af opgaven kan ses i denne youtube-video:

– For nuværende forsøger vi os med tre droner på samme tid. Men målet er, at man kan styre en hel flåde – det vil sige potentielt flere hundrede droner på en gang, siger Peter Nielsen.

Han vil ikke spå om, hvor mange år verden er fra at have droner, der problemfrit kan flyve autonomt næsten alle steder.

– Der kan ske så mange ting på utroligt kort tid. Det kan være, der viser sig at være problemer, som er mere komplicerede, end vi har forventet. Men mon ikke det lykkes inden for alt for mange år, siger han.

Et gæt kunne være, at vore børnebørn om 50 år ikke vil sige “Uh, se! En drone!”. Hvis der overhovedet falder en bemærkning, kan det være, den bliver:

– De skide droner ødelægger udsigten.

Mens de leverer en rygende varm kop kaffe til toppen af Himmelbjerget.