GyártásTrend - Az égből érkező csomagok? Már nem csupán a tudományos-fantasztikus filmek világát idézik, de még mindig a jövő ígéretét hordozzák!
Amikor csomagszállító drónokról hallunk, sokan jövőbe illő jeleneteket képzelnek maguk elé: lebegő szerkezetek hozzák házhoz a rendelést, közvetlenül az erkélyre vagy a kertkapu elé. A valóság azonban ennél jóval összetettebb, és a legnagyobb kihívást az jelenti, hogy ezek az eszközök önállóan, biztonságosan és megbízhatóan tudjanak tájékozódni a gyakran kiszámíthatatlan városi környezetben. A HUN-REN SZTAKI Rendszer- és Irányításelméleti Kutatólaboratóriumának (SCL) szakemberei ezen a területen értek el világszinten is egyedülálló eredményeket olyan intelligens irányítási megoldások fejlesztésével, amelyekkel a drónok képesek valós időben reagálni a környezet változásaira - mindezt minimális energiafelhasználás mellett.
Ahhoz, hogy egy drón biztonságosan szelje át az eget, elengedhetetlen, hogy tisztában legyen a helyzetével, a környezetével, és a megfelelő irányvonalat is képes legyen meghatározni. Az előre megtervezett repülési pálya nem elegendő – a drónnak azonnali alkalmazkodásra kell képesnek lennie. Egy úton átrepülő madár, egy építkezés miatt felállított daru, vagy akár egy váratlan széllökés mind-mind megváltoztathatják az eredeti útvonalat. Az autonóm drónok tájékozódását különféle érzékelők segítik: GPS, gyorsulás- és forgásisebesség-mérők, kamerák, valamint a LIDAR, amely a radar működéséhez hasonlóan lézeres technológiát alkalmaz a környező tárgyak és akadályok feltérképezésére. Itt érkezünk el a technológia egyik kulcsfontosságú kihívásához: miközben a drónokat a legfejlettebb szenzorokkal szerelhetjük fel, ezek gyakran nehezek, energiaigényesek, és bonyolítják a működést. Mivel a drónok súlykorlátokkal rendelkeznek, és akkumulátoruk kapacitása is véges, elengedhetetlen, hogy hatékony és intelligens irányítási megoldásokat alkalmazzunk. A cél nem csupán az, hogy minden egyes apró adatot észleljen és rögzítsen a drón, hanem hogy csak annyit érzékeljen és dolgozzon fel, amennyi szükséges a gyors és biztonságos döntésekhez.
A HUN-REN SZTAKI SCL kutatói olyan szoftveres rendszereket fejlesztenek, amelyek képesek a rendelkezésre álló adatok alapján gyors és megbízható döntéseket hozni. "Ezek a rendszerek nemcsak előre terveznek, hanem a legkisebb váratlan változásra is reagálva folyamatosan tervezik újra a drón mozgását - mondja Péni Tamás, az SCL kutatója. - Nem elég ugyanis azt tudnunk, hogy az adott pillanatban hol van az akadály, azt is fel kell mérnie az eszköznek, hogyan mozoghat az a tárgy a jövőben, és megfelelő biztonsági távolságok betartásával ehhez igazítania kell a saját mozgását is."
Ennek érdekében a repülési pálya kialakítása két szinten történik. Az egyik a globális szint, ami annak felel meg, mint amikor az autónkkal a GPS alapján elindulunk úticélunk felé. A rendelkezésre álló térképek és információk alapján a drón ugyanígy tervezi meg előre az útvonalát. Amikor azonban váratlan helyzet adódik - például egy akadály kerül a drón elé -, akkor életbe lép a lokális szintű tervezés, az eszköz változtat a röppályáján, sőt, ha kell, az egész további útvonalát is módosítja. Ha pedig több drón van egyszerre a levegőben, akkor ezek kommunikálni is tudnak egymással. Ha például az egyik új akadályt vesz észre - mondjuk egy darut, amit nem jeleztek a térképen -, ezt az információt azonnal meg tudja osztani a többi drónnal. Így minden eszköz egyetlen közös, valós idejű "térképen" dolgozik, és mindannyian képesek biztonságosan eljutni a célállomásra.
A HUN-REN SZTAKI kutatói által kifejlesztett innovatív drónrendszer forradalmi lépés a csomagszállítás terén. Ez a különleges jármű képes arra, hogy egy egyszerű horog segítségével önállóan emelje fel a csomagokat egy mozgó járműről, majd precízen, centiméteres pontossággal helyezze át egy másik mozgó járműre. A vásári horgászós játékból ismerjük, milyen nehézséget okoz ez még manuális irányítás mellett is, de az autonóm drónunk számára ez gyerekjáték. Jelenleg egyedülálló módon, csak a magyar laboratóriumban képesek ezt a feladatot végrehajtani emberi beavatkozás nélkül. "Más nemzetközi kísérletek általában bonyolultabb megfogó mechanikákat alkalmaznak, mint például tűk, elektromágnest vagy markoló kart, míg a mi megoldásunk nemcsak technológiailag egyszerűbb, hanem energiatakarékosabb is" – nyilatkozta dr. Tóth Roland, az SCL kutatója. "Ez lehetővé teszi, hogy kisebb és olcsóbb drónok is képesek legyenek komplex feladatok elvégzésére, ráadásul egy horog viszonylag könnyen rögzíthető bármely csomagra."
Bár a csomagszállító drónokat leginkább a városok forgalmas utcáin képzeljük el, az első, valóban működő rendszerek inkább a vidéki tájakon vagy zárt raktárakban fognak debütálni. Ennek magyarázata rendkívül egyszerű: a vidéki, ritkán lakott területek, valamint a zárt terek sokkal kiszámíthatóbb és biztonságosabb környezetet kínálnak a drónok számára.
Néhány országban már megkezdődtek az első olyan innovatív szolgáltatások, amelyek keretében drónok szállítanak gyógyszereket, ételeket vagy kisebb csomagokat. Ezek a megoldások azonban általában csak kedvező időjárási körülmények között, alacsony épületek közelében és egyszerű légiforgalmi viszonyok között működnek. Ilyen környezetben nem igényelnek kiemelkedő pontosságot vagy hirtelen irányváltásokat.
Ellenben az a típusú irányítás, amely lehetővé teszi, hogy egy drón akár mozgó járművek között is biztonságosan és önállóan szállítson csomagokat, még nem vált a mindennapi gyakorlat részévé. Az ehhez szükséges, valós idejű és centiméteres pontosságú mozgásvezérlés terén a HUN-REN SZTAKI kutatói kiemelkedő munkát végeznek, ami világszerte példaértékűnek számít.
Ezek a fejlesztések különösen kedvező lehetőségeket kínálnak az ipari és logisztikai létesítmények terén. Ezekben a zárt terekben elkerülhetők a véletlenszerű mozgások, mint például a madarak repkedése vagy a járókelők felbukkanása, és a repülési teljesítményt nem zavarja meg a szél vagy a köd. Ennek következtében ideális környezetet teremtenek a precíziós autonóm repülés fejlesztéséhez, ahol a drónok valós kihívásokkal nézhetnek szembe, de mindezt kontrollált keretek között tehetik, így bizonyíthatják megbízhatóságukat.
