Zelfstandig vliegende drone maakt hulpverlening weer een stuk efficiënter

Nog maar een paar jaar geleden bevonden drone-ontwikkelaars zich in een moderne versie van het Wilde Westen, omdat er geen duidelijke richtlijnen of voorschriften bestonden. Inmiddels hebben drones een zodanige ontwikkeling doorgemaakt – ook qua materiaal – dat drones nu levens kunnen redden, en dat op heel veel manieren kunnen doen. Bijvoorbeeld door medicijnen af te leveren, door een natuurbrand te ontdekken, of een persoon in moeilijkheden op zee. Bovendien kunnen ze dat nu autonoom doen, terwijl ze in contact blijven met de dichtstbijzijnde hulpposten.

Het Nederlandse bedrijf Avy ontwikkelde een concept van een Drone Response Network, inclusief de autonoom vliegende drone Aera en de bijbehorende docking stations. De drones kunnen verticaal opstijgen en landen. Ze kunnen voor diverse doeleinden worden ingezet; van het vervoer van geneesmiddelen tot de ondersteuning van hulpdiensten bij incidenten.

Er hebben zich al diverse ondernemingen gemeld bij Avy, waaronder de Rotterdamse haven, PostNL, en de bloedbank Sanquin – om de onderneming te helpen toepassingen voor de drone verder te ontwikkelen en deze klaar te maken voor inzet in de praktijk.

Wilde Westen

“Toen we het bedrijf begonnen, was het nog een beetje Wilde Westen in de wereld van de drones. Er was geen regelgeving, en de onderdelen die op de markt beschikbaar waren, waren niet goed genoeg. Het was niet gemakkelijk om dit idee operationeel te maken, maar het is ons gelukt,” vertelde oprichter en CEO van Avy, Patrique Zaman aan Innovation Origins.

Na het systeem in verschillende omgevingen en met verschillende toepassingen te hebben getest, kondigde het bedrijf vervolgens aan dat de eerste vluchten volgend jaar zullen plaatsvinden.

Camera’s

Het ontwerp van de Avy Aera doet denken aan dat van een groter vliegtuig. Zijn vleugels zijn 2,4 meter breed, terwijl het hele toestel anderhalve meter lang is. De drone kan onbeladen tot 100 kilometer vliegen en heeft een laadvermogen van 3 kilogram. Het systeem communiceert via een mobiel netwerk: 4G of 3G LTE. Aera maakt foto’s en video’s met behulp van een gewone en een thermische camera. Deze functies maken veel meer toepassingen mogelijk, zoals het spotten van mensen in nood op zee of het detecteren van bosbranden.

Het responsnetwerk van de drones moet eerst worden gealarmeerd over de locatie en de aard van de missie waaraan het zich moet wagen. Na ontvangst van deze informatie stijgt het vliegtuig op vanaf het dockingstation. Als het de locatie bereikt, communiceert het met de hulpdiensten en geeft het een overzicht van de situatie en geeft het de coördinaten door van de locatie van de brand, of waar de persoon in nood zich bevindt.

“De twee camera’s kunnen elkaar overlappen en ze kunnen in verschillende situaties worden gebruikt. Overdag presteert de visuele camera beter, omdat die gemakkelijk rookkolommen kan opsporen. Terwijl de warmtecamera nachts echt nuttig is”, legt Zaman uit. Door middel van machine learning-algoritmes leert de drone steeds beter hoe hij dingen moet herkennen.

Medikit

Wanneer de drone wordt gebruikt voor medische leveringen, is hij uitgerust met de Avy Medikit. Een passief koelsysteem in het ruim van het vliegtuig houdt vaccins, bloed, of elke andere soort medicatie op de gewenste temperatuur.

“De impact van de inzet van drones voor dit doel zijn, want nu zijn voor de gezondheidszorg plaatsen bereikbaar die eerder nauwelijks bereikt konden worden”, stelt Zaman.

Avy testte het systeem in Afrika, perfectioneerde het en maakte het bestand tegen warmere omgevingen. “In die gebieden is het vervoer van vaccins en bloed een prioriteit, maar de buitentemperaturen zijn hoog. Daarom hebben we het vliegtuig ontworpen om de lading 100 minuten koel te houden in een omgeving van 40° C.”

Een van de belangrijkste taken die de drone kan uitvoeren is het aanleveren van bloedplasma. Tijdens de bevalling kunnen vrouwen veel bloed verliezen. Het vervoeren van medische vloeistoffen is niet zo eenvoudig, aangezien de gezondheidszorgsystemen een beperkte infrastructuur hebben. Daarom kan het assisteren van barende vrouwen met bloedplaasmaleveringen per drone – naast het redden van levens – een bredere impact hebben.

“Hen helpen betekent hun overlevingskansen vergroten. Het aantal gezonde jonge vrouwen neemt dan toe, en zij kunnen een prominentere rol in hun gemeenschap krijgen. Op een bepaalde manier worden hun culturen ook progressiever”, wijst Zaman.

Vliegen in Afrika

Het testen van de technologie in Afrika betekende ook dat er weer andere uitdagingen moesten worden aangegaan. Een groot probleem was het gebrek aan internetverbindingen. Dat bracht Avy ertoe bracht satelliettechnologie te integreren in het drone response netwerk.

Zaman: “Er zijn nog wel zaken als transmissie– en handover-problemen; vliegen in een gebied tussen twee satellieten. Maar we geloven we wel dat de technologie wereldwijd kan worden uitgerold. Zeker met de opkomst van nieuwe aanbieders die gebruik maken van satellietsystemen met een lage omloopbaan – zoals Starlink or Certus.”

Afhankelijk van hoe snel de verbinding is, kan Aera video’s met een resolutie tot 4K verzenden. Wanneer het signaal slecht is, is het nog steeds in staat om enkele beelden achter elkaar te versturen. “Je krijgt altijd wel wat beelden”, voegt Zaman toe.

Ook interessant: Pioniers op zoek naar geld en allianties voor elektrische luchtvaart

Vliegen in Afrika is misschien gemakkelijker door een minder streng beleid. Maar de schaarste aan satellietgegevens op grotere hoogten was een andere uitdaging die ze onderweg tegenkwamen. In dat geval deed het Nederlandse bedrijf daar zelf onderzoek naar en integreerde het alle informatie die het opdeed in zijn systeem.

Bloedtransport 

In Europa kunnen Avy’s drones medische spoedtransporten uitvoeren. In Nederland worden – net als in veel andere westerse landen – bloedmonsters over de weg vervoerd, soms zelfs onder begeleiding van de politie. “Dit soort transporten kunnen ook door de lucht worden gedaan”, stelt Zaman. Het gebruik van drones voor dit doel zou de dienstverlening optimaliseren, omdat files en de daaruit voortvloeiende vertragingen worden vermeden. Bovendien heeft het een positief effect op de CO₂-voetafdruk.

Perfectionering 

“De Aera is gemaakt van composietmaterialen. De onderdelen van het vliegtuig die het meest onder druk komen te staan, zijn gemaakt van koolstofvezel, terwijl de rest op glasvezel is gebaseerd”, legt Zaman verder uit. Aanvankelijk werd de drone ontwikkeld op basis van uitsluitend koolstofvezel. Dat materiaal laat echter geen straling door. Het gevolg was dat antennes aan de buitenkant moesten worden geplaatst, wat veel luchtweerstand veroorzaakte en de efficiëntie van het vliegtuig verminderde. Door deze twee materialen te combineren, heeft Avy een evenwicht gevonden tussen stijfheid en stabiliteit. Daardoor presteert het toestel beter en is het voor bijna elke situatie inzetbaar.

“Als je een apparaat kunt maken dat een vlucht kan maken, is dat geweldig. Maar als je een drone kunt maken die 24/7 vliegt, is dat echt een geweldige inspanning. Dan moet je gaan uitzoeken hoe je ‘s nachts kunt vliegen, hoe je kunt communiceren met een vliegveld als je in de buurt vliegt, enzovoort. Deze aspecten hebben het grootste deel van ons werk gevergd”, benadrukt Zaman.

Bij het perfectioneren van het systeem heeft Aera alle technologie zelf ontwikkeld, omdat de markt niet de juiste materialen en onderdelen bood. “Het was een beetje geluk hebben om zo’n systeem te bouwen, maar het heeft ons veel geholpen door het zelf te doen. Doordat we van niemand afhankelijk waren, konden we dingen heel snel verbeteren en ontwerpen”, besluit Zaman.

Also interesting: Rome takes the lead in sustainable air mobility