Van quad naar autonome drone voor de industrie: Elferink’s droom wordt werkelijkheid

By Aafke Eppinga

Waarom we over deze onderwerp schrijven:

Start-up MultiRotorResearch ontwikkelt een drone die autonoom kan vliegen. Ze zijn daarbij de eerste die dat doen met behulp van end-to-end AI. Oprichter Sieuwe Elferink vertelt wat dat inhoudt en waarom juist deze technologie zo belangrijk is.

Het begint allemaal met een quad. Sieuwe Elferink leert het gevaarte autonoom over de wegen rondom zijn huis te rijden. Dat doet hij op basis van end-to-end AI, een nieuwe technologie waarbij één model alle stappen leert die tussen de initiële invoerfase en het uiteindelijk gewenste eindresultaat zitten. Deze technologie is gebaseerd op menselijk gedrag.  “Je leert het model dus alle verschillende onderdelen tegelijkertijd, in plaats van achtereenvolgend. Ik leerde het computermodel hoe ik stuurde, gas gaf en afremde. Toen bedacht ik me: doen mensen dit eigenlijk ook met drones?”

MultiMotorResearch

Het antwoord is: nee. De voornaamste reden dat drones nog weinig voor professionele toepassing worden gebruikt, is dat er altijd nog een menselijke piloot nodig is om de drone te besturen. Die zijn schaars en dus duur en niet flexibel. Dat maakt het voor bedrijven onaantrekkelijk om drones te gebruiken.  

Daar wil de jonge ondernemer verandering in brengen. Inmiddels werkt hij voor zijn eigen start-up, MultiMotorResearch, waar hij samen met andere studenten van Fontys en de TU/e werkt aan een volledig autonome drone voor industriële toepassingen. De drones kunnen bijvoorbeeld ingezet worden om landbouwgewassen te inspecteren, terreinen te beveiligen of voor autonome bezorging. 

Slimme cellen van Eindhovense studenten zegevieren in Parijs

Het iGEM-team van de TU Eindhoven is bij de Giant Jamboree in Parijs als eerste geëindigd. De studenten hebben een celtherapie ontwikkeld voor de behandeling van auto-immuunziekten.

Drie modules in één

Het systeem van MultiRotorResearch combineert alle traditionele modules  die een drone gebruikt om te vliegen – de perceptie-, pad planning– en de control module – in één. 

Stel: er staat een hoge boom in een weiland. Bij traditionele systemen signaleert de perceptiemodule de boom op basis van camerabeelden. De pad planning-module plant vervolgens een route om die hoge boom heen en de control module zorgt dat de drone ook daadwerkelijk die route volgt. Elferink: “Ons systeem leert op basis van menselijk vlieggedrag meteen welke besturing bij een bepaald camerabeeld hoort. Wij leren de computer om te vliegen zoals een mens vliegt.” 

Flexibel systeem 

Het doel is om een zo flexibel mogelijk systeem te ontwikkelen. Het model dat de drone bestuurt wordt één keer goed getraind in alle mogelijk denkbare situaties: harde wind, hoge bomen, lage bruggen. Vervolgens kan het overal ter wereld vliegen. 

“Wij leren de computer om te vliegen zoals een mens vliegt.” 

Sieuwe Elferink

Garanderen dat het een waterdicht autonoom systeem wordt, kan hij niet. Het is het long tail-probleem van autonomie: 99 procent van de situaties is makkelijk, 1 procent is dat niet. “Daar lopen systemen op vast. Het is precies de kracht van ons systeem ten opzichte van traditionele systemen. Wij leren de drones menselijk adaptievermogen, zodat ook die 1 procent lastige situaties geen probleem opleveren.”

Veel vlieguren maken 

MultiRotorResearch bestaat nu officieel een half jaar, maar het team werkt al een jaar aan het systeem. De drone heeft veel vlieguren gemaakt. “Laatste hebben we het AI-systeem een vlucht laten vliegen en diezelfde vlucht ook handmatig gevlogen. De conclusie was dat ons nagenoeg dezelfde keuzes maakt als de mens. Dat is heel gaaf.” 

Landbouwanalyse

De start-up ontving onlangs 40.000 euro aan subsidie waarmee ze het systeem verder kunnen ontwikkelen in samenwerking met geïnteresseerde bedrijven, waaronder een dronefabrikant en landbouwanalysebedrijf. 

“We focussen ons eerst op de landbouw. Er is een grote groep boeren die openstaat om dit soort systemen te testen. De drone doet metingen van het veld om zo de boeren hun efficiëntie te verhogen. Zo kan het meten hoeveel water er in de grond zit. Zo kun je veel gerichter water spuiten. Vanaf daar willen we ook inzetten op de beveiliging en energie-inspectie.”

Theorie en praktijk: een goed product

Het team van de start-up bestaat uit studenten van de TU en Fontys. Elferink is zelf ook oud-Fontys student. De mix van die twee werkt goed. “TU-studenten zijn theoretisch sterk, en mensen van Fontys zijn juist veel praktischer. Dan krijg je een goed product.” 

Het vinden van goede mensen is lastig, vertelt Elferink. De start-up kan zijn teamleden geen geld bieden. “We moeten het dus hebben van studenten die het leuk vinden om in een team te zitten en die het interessant vinden om mee te groeien met het bedrijf.” 

Vooralsnog lijkt die uitdaging het jonge bedrijf geen strobreed in de weg te leggen. Afgelopen zomer won het de TU/e Contest in de categorie ‘beste prototype’. Over twee jaar moet het systeem klaar zijn voor de markt. “Dan volgt een investeringsronde, waarna we nog een jaar hebben om het systeem definitief te maken, terwijl we ondertussen al testen uitvoeren bij klanten. Daar heb ik echt zin in.”