Autonome droner: Fremtidens droner klarer opgaven selv

Forestil dig en drone, der står på dækket af et skib. Med et tryk på en knap begynder rotorerne at snurre, dronen letter og forsvinder nu ned i et mandehul. Med kameraer og ultralydssensorer ombord søger dronen på egen hånd ned i skibets ballasttanke og inspicerer dem én for én for korrosion og dårlige svejsninger indefra – en opgave, der i dag udføres af mennesker, og som er tidskrævende og potentielt farlig.

Autonomi vinder frem i drone­verdenen, og evnen til at slippe tøjlerne og lade dronen klare ærterne uden en dronepilot af kød og blod åbner nye muligheder for at bruge droner mange steder i industrien.

Men hvor langt er vi i udviklingen herhjemme? Teknikeren har spurgt to eksperter.

“Autonomi handler om, at du har en drone stående på jorden, trykker på en knap og så flyver den selv hen og udfører missionen og flyver tilbage igen, når den er færdig,” siger Rune Yding Brogaard,
der bl.a. har forsket i autonome robotter ved NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL) i Californien. Lige nu er han erhvervs ph.d-studerende hos FORCE Technology og DTU.

Scenariet fra begyndelsen af artiklen har Rune Yding Brogaard og kolleger løst på testniveau, hvor dronen kan navigere rundt i en mock-up af de rigtige ballasttanke.

Sensorer fungerer som ­lasermålebånd

Ballasttankenes indre er en form for ingenmandsland, for her er der ingen GPS-signaler at navigere efter. Målet er at få dronen til at styre udelukkende ved brug af kamera og laserscannere (LIDAR), der forsyner dronens navigationssoftware med input fra omgivelserne.

Her har Rune Yding Brogaard opnået gode resultater med en drone på cirka en halv meter i diameter, som medbringer omkring to kg ekstraudstyr i form af kameraer og sensorer for at gøre dronen i stand til at forstå omgivelserne og opdage fejl i ballasttankene.

Dronens navigationssoftware, som Rune
Yding Brogaard og hans kolleger har udviklet i pro­jektet Inspectrone, bruger data fra sensorerne til at ­ruteplanlægge og undersøge ballasttankene for fejl.

LIDAR-sensorer fungerer som et lasermålebånd, der måler afstanden til alt omkring den ved at udsende lys og registrere reflektionstiden. Ved også at medbringe et kamera kan dronen bedre genkende unikke tegn i omgivelserne, som LIDAR’en har svært ved.

“Vi nået langt med at kunne lade droner udføre den type missioner. Den store udfordring lige nu er, at vægten af de nødvendige sensorer påvirker batterilevetiden og dermed flyvetiden, og man skulle jo gerne kunne flyve autonomt med dronen i mere end 10 minutter,” siger Rune Yding Brogaard.

Flyvende sikkerhedsvagter

Generelt nyder udviklingen inden for autonome droner godt af den udvikling, som også kendes fra selvkørende funktioner i biler. F.eks. bliver Teslas elbiler løbende opgraderet med flere selvkørende features. Det skyldes dels mere computerkraft i kompakte, embeddede computere i bilerne, og dels forbedringer af de maskinlæringsalgoritmer, som f.eks. gør det muligt at beregne og genskabe en tredje dimension – altså dybden – i et todimensionelt billede fra et kamera.

Den viden udnytter man hos Lorenz Technology i Odense. Virksomheden fremstiller hardware og software til droner, som bl.a. gør dem i stand til at udføre overvågning af industriområder – som en flyvende sikkerhedsvagt. Og udviklingen går stærkt.

“Vi startede i 2017 med at lave et ’proof-of-concept’ af vores software til en lille drone. På det tidspunkt skulle vi bare have noget til at virke,” fortæller Jim Wolff,
teknisk direktør i Lorenz Technology.

“I dag kan vi få dronen til automatisk at lave en sikkerhedsrundering af et område. Undervejs vil man kunne få vores AI (artificial intelligence, red.) til at detektere mennesker og biler, som ikke skal være i området. Så afbryder dronen selv den afdækning, den var i gang med, for i stedet at fokusere på, at der f.eks. er trængt en person ind på området,” siger Jim Wolff.

Lovgivning spænder ben

Lorenz Technologys droneløsninger bruges i dag bl.a. af Esbjerg Havn, der opsamler data om ændringer og mangler i havneområdet. Her kan dronen f.eks. se med kameraet, hvis der mangler en redningsstige eller en fender i forhold til seneste tur, eller om der er efterladt affald i området.

Automatiseringen af den form for opsamling af data betyder, at havnen lettere kan indhente data om brugen af havneområdet, som de bl.a. kan bruge i faktureringen af kunder. Næste skridt i retning af mere autonomi vil f.eks. være, at ­dronen selv kan opdage, hvis et nyt skib har lagt til kaj siden sidst og på egen hånd planlægge en ny rute udenom skibet. Det er ikke muligt i dag.

For Lorenz Technology betyder den stigende grad af autonomi dog ikke, at man bare kan trykke tænd på dronen og så glemme alt om den, indtil den vender tilbage efter endt missionen. Det skyldes ny EU-lovgivning på området fra juni 2020.

“Selv om vi i dag i høj grad kan planlægge, hvad dronen skal gøre, skal vi stadig have en drone­pilot stående på jorden og have den i syne hele tiden. Lovgivningen er en af de helt store udfordringer for os,” siger Jim Wolff.

Droner og robotter skal tale sammen

I en undersøgelse fra 2018 udført af Teknologisk Institut svarer 60% af dronevirksomhederne, at den vigtigste parameter for vækst i dronebranchen er lempelser af dronelovgivningen. Igangværende arbejde med at gøre processen omkring tilladelser fra myndighederne mere strømlinede betyder, at Lorenz Technology alligevel har håb for mere autonomi i fremtiden.

“I 2025 tror jeg, at dronerne kan agere endnu mere real-time end i dag, og at det vil være muligt at styre dronerne fra et centralt sted, så du ikke nødvendigvis behøver at have en person med et dronecertifikat derude sammen med dronen. Det er vores vision,” siger Jim Wolff.

Han er ikke i tvivl om, at mere autonomi er i vente fremover. Det gælder også i samarbejdet med andre teknologier.

“Vores hardware og software virker også til kørende robotter, og lidt længere ude i fremtiden kunne det være fedt, hvis droner og kørende robotter kunne interagere og give besked til hinanden på en meget mere autonom måde,” siger Jim Wolff.