TU Delft en Harvard University werken samen om met drones gaslekken te detecteren

Nu moeten brandweerlieden nog naar binnen in een gebouw om te detecteren of er sprake is van een gaslek, wat levensgevaarlijk kan zijn. Maar als het aan de TU Delft, Harvard University en de Universiteit van Barcelona ligt komt daar snel verandering in.

De drie universiteiten bundelden hun kennis en lieten zich inspireren door navigatie- en zoekstrategieën die in de natuur terug zijn te vinden en ontwikkelden zo een drone die klein en ‘intelligent’ genoeg is om op zoek te gaan naar eventuele gaslekken.

Zwerm

Met behulp van deze kleine drones kan er automatisch gezocht worden naar de locatie van eventuele gaslekken. Maar het was een grote uitdaging, want kunstmatige gassensoren zijn minder goed dan dierenneuzen in het detecteren en reageren op snelle veranderingen in de gasconcentratie.

Al gelezen? Olympische Spelen: TU Delft ontwikkeld een speciale hamburger die Olympisch goud dichterbij moet brengen >

Het lukte uiteindelijk om drones te ontwikkelen met een diameter van 12 cm en een gewicht van slechts 37.5 gram. Een andere uitdaging bij het project was dan ook het formaat van de drones. Omdat de drones zo klein zijn is het lastig om ze van genoeg kunstmatige intelligentie te voorzien die benodigd is om de gaslekken op te sporen.

“We zijn ervan overtuigd dat werken met een zwerm kleine drones een veelbelovende aanpak is voor autonome lokalisatie van gasbronnen”, zegt Guido de Croon, hoogleraar bij het Micro Air Vehicle laboratory van de TU Delft.

Fruitvliegjes

“Door de geringe omvang van de drones zijn ze zeer veilig voor mensen en spullen die zich eventueel nog in het gebouw bevinden, en omdat ze zich vliegend voortbewegen, zullen ze uiteindelijk in drie dimensies naar de bron kunnen zoeken. Bovendien zijn ze door hun kleine formaat ook bruikbaar in kleine binnenruimtes,’’ aldus De Croon.

Doordat er met een zwerm wordt gewerkt zijn de drones sneller instaat de gasbron te lokaliseren, daarnaast laten ze zich ook niet foppen door lokale maxima van gasconcentratie volgens De Croon. Maar de zwerm moet wel goed op elkaar ingesteld zijn om botsingen te voorkomen én om een goede samenwerking tussen de robots te waarborgen.

Lees ook: Nieuw onderzoekscentrum waar TU Delft aan meewerkt bereid ons voor op toekomstige pandemieën >

De oplossing kwam uit de natuur, net als fruitvliegjes, combineren de drones eenvoudige acties te combineren zoals tegen de luchtstroom invliegen of juist loodrecht op de luchtstroom; afhankelijk of de vliegjes fruit ruiken of juist niet.

Insectenalgoritme

Met dit ‘insectenalgoritme’ werden de robots getraind om te verspreiden in de omgeving zolang geen van de drones gas heeft geroken, wanneer een van de robots gas ruikt werken de drones juist samen om zo snel mogelijk de bron te lokaliseren.

“Dit onderzoek toont aan dat zwermen kleine drones zeer complexe taken kunnen uitvoeren”, voegt Guido eraan toe. “We hopen dat dit onderzoek een inspiratie vormt voor andere roboticaonderzoekers om te heroverwegen welk type AI nodig is voor autonoom vliegen.”

Mars

Er is nog meer onderzoek nodig om het type technologie tot een volledig werkend product te ontwikkelen. Bijvoorbeeld de betrouwbaarheid van de navigatie moet nog verbeterd worden.

Huis van Delft begint aan de afbouwfase, Coenderstraat gedeeltelijk afgesloten >

Maar volgens de onderzoekers is het resultaat veelbelovend, de ontwikkelde algoritmen zouden op de lange termijn zelfs nuttig kunnen zijn om methaan op te sporen op Mars of het vroegtijdig opsporen van ziekten of plagen in kassen.