2013 júniusában indult, és idén júniusban zárult az a hazai, AMORES ROBOTICS projekt, amelynek célja egy vadonatúj, komplett ember nélküli repülőgép-technológia kifejlesztése volt. Az ember nélküli repülőgépeknek (Unmanned Aerial Vehicle – UAV) ugyanis két altípusa létezik: a helyből felszálló és lebegésre képes kopter (drón), illetve a hagyományos kialakítású és a hosszabb távok megtételére tervezett, merevszárnyú repülő. A hazai fejlesztés, amely az Óbudai Egyetem és a BME együttműködésével, illetve a Bizalom Zrt. támogatásával kivitelezett munkaprogram keretében valósult meg, e kettőt ötvözi.

A kutatók szeme előtt egy olyan merevszárnyú drón megalkotása lebegett, amely képes a szállítójárműről közvetlenül felszállni, és a landolást is megoldja szűk helyen. A jármű ezt a képességét a szabadalmaztatott, átalakuló (transzformer) struktúrájának köszönheti. Ez azért nagy lépés, mert ha egy céltárgy felett, precíz helyen lebegve kell elvégezni egy feladatot (pl. magas épületek monitorozása vagy a műemlék épületek homlokzatán feltárt repedések pontos feltérképezése), arra értelemszerűen a forgószárnyas kopter a legalkalmasabb eszköz. Amennyiben nagy területet szeretnénk például agrárcéllal távérzékelni, akkor már a merevszárnyú gépek jelentik az ideális megoldást, hiszen ezek a drónoknál nagyobb területet képesek berepülni. Az új fejlesztés mindkét célra alkalmas.

Céljaik eléréséhez tehát a tudósoknak létre kellett hozniuk egy repülőt, amelyet aztán a bonyolult szoftver „értelmezésére” képes, nagy teljesítményű robotpilóta-hardverrel is el kellett látniuk. Tekintve, hogy egy hasonló szerkezet kizárólag szenzorokkal (GPS, inerciális szenzorok, elfordulásérzékelők, gyorsulásmérő szenzorok, légsebességmérő szenzorok, barometrikus magasságmérő szenzorok) képes autonóm módon repülni, így a gépezetet érzékelőkkel is fel kellett szerelni. A repülőhöz emellett még külön rádiórendszereket is fejlesztettek a kutatók, hogy az eszköz működését távolról is kontrollálni tudják. A gép irányításához ezen kívül egy földi, virtuális pilótafülkét is létre hoztak, ahonnan az operátor a műszerfal „hasonmásáról” irányíthatja a járművet.

A szakemberek számára a legnagyobb kihívást egy, a robotpilóta-szoftverben kiteljesedő algoritmus megalkotása jelentette. A nagyteljesítményű hardverre tehát olyan robotpilóta-szoftvert készítettek, melynek specialitása, hogy az idáig áthidalhatatlannak minősülő helyzeteket is kezelni tudja. A háton repüléshez vagy az áteséshez hasonló pozitúrák és helyzetek például számos külső tényező hatására előállhatnak repülés közben, márpedig ezek lineáris szabályzós robotpilótával nem kezelhetők. A magyar projekt során kidolgozott rendszer mindazonáltal már képes megbirkózni a hasonlóan kényes szituációkkal.

Az UAV-ok lehetséges alkalmazási területei Magyarországon

Az utóbbi években kiderült, hogy a pilóta nélküli repülőgépek az élet számos szegmensében „óriási tehertől szabadíthatják meg” a már eddig is létező technológiákat. Bár a hasonló járművek felhasználása hazánkban még csak gyerekcipőben jár, érdemes áttekinteni, hogy az eszközök a közeljövőben miként is könnyíthetik meg a mindennapjainkat:

Kutatás-mentés: erre a területre eklatáns példa az a Németországban már szolgálatot teljesítő tűzoltóautó, amelynek a tetején egy, a drónok szállítására alkalmas dokkoló is helyet kapott. A kopter nagy sebességnél sem esik le a platformról, és ezen keresztül, útközben a tűzoltóautó még fel is tölti az akkumulátoráról. Érkezéskor a repülővel be lehet tekinteni a lángoló épületbe, de a gépre szerelt gázelemző szenzorok egy szoftver segítségével még a robbanási vagy mérgezési veszélyekre is felhívhatják az autóban ülők figyelmét.

A műszaki ellenőrzéseknél is hasonlóképpen kiváló szolgálatot teljesíthetnek az UAV-ok. Ezen a területen a csak nehezen vagy csupán veszélyes körülmények között felmérhető tárgyak elemzésére kell gondolnunk. Ilyenek például a hidak vízzel körbevett részei, de a nehezen megközelíthető, nagyfeszültségű építményeket (szélerőművek, naperőművek, távközlési tornyok) is ebbe a kategóriába sorolhatjuk.

A műszaki mentésnél ugyancsak jól alkalmazható a technológia, hiszen segítségével a daruzások és kiemelések során valaki külön képernyőn figyelheti, hogy mennyire biztonságos az akció, illetve az ingó és ingatlan vagyontárgyakat mennyire veszélyezteti az éppen kivitelezett folyamat.

A tudományos dokumentáció során szintén felettébb praktikus lehet a drónok használata, hiszen kevés nem térben zajló tudományos adatgyűjtés létezik. A technológia a kutatási site-ok, mintaterületek feltérképezésére kiemelkedően alkalmas. Az UAV-ok adatrögzítő munkájának köszönhetően a muzeológusok 100 év múlva is tudni fogják, hogy a leletek kiemelésekor hogyan is nézett ki az őket környező terület. Nem utolsó (sőt, talán a legfontosabb) szempont, hogy a régészek a drónok felvételei alapján még hitelesebben rekonstruálhatják a műemlékek eredeti állapotát.

A térképészet (kartográfia) a drónoknak igen nagy felvevőpiaca, hiszen segítségükkel nagy területeket relatíve olcsón le lehet fotózni. A kisebb területeket drónokkal, a nagyobb területeket pedig merevszárnyú gépekkel jutányosabb felmérni.

A bányamérésben majdhogynem „korszakos” jelentőségűek lehetnek a kopterek. A szűk és mély külszíni bányákban nem annyira működik a GPS, mint nyílt terepen. Ennek ugyanaz az oka, mint amikor a nagyvárosban a magas házak között a Globális Helymeghatározó Rendszer ugrálni kezd –a jelek ugyanis visszaverődnek a falakról. A legcélszerűbb megoldás tehát, ha GPS-szel körbemérik a bányát, a bánya alját pedig már a drónnal centiméteres pontossággal feltérképezik, ami már nem sokkal marad el a peremen mért értékek precizitásától.

Magyarországon az egyik legígéretesebb terület a drónok mezőgazdasági alkalmazása. A kopterek nagy területekre kiterjeszthető, részletes képalkotó eljárásai például jól behatárolhatják a földeken az egyes fertőzések, vagy a kártevők által okozott károk kiterjedését, illetve akár termőképesség, illetve nedvességtartalom szerint is diverzifikálhatják az ültetvények egyes részeit. A multispektrális felvételek így a precíziós tápanyag-utánpótlást és a helyspecifikus növényvédelmet is jelentősen megkönnyíthetik, de az „irányított” öntözés elősegítésével is komoly költségektől óvhatják meg a gazdákat.

Nehéz tartani a lépést

Ami a drónok magyarországi helyzetét illeti, hazánkban a hiányosságokat nagy valószínűséggel nem a repülők műszaki fejlettségben kell keresni. A nehézséget itthon leginkább az okozza, hogy a felhasználásukra még nincsenek felkészítve az illetékes szakemberek. Jó példa az említett problémára, amikor a magyarországi árvizekről készített felvételekkel nem tud mit kezdeni a gátszakaszért felelős döntéshozó. Éppen ezért a szakemberek szerint olyan pilot-programokat kellene indítani, amelyek keretében a felhasználók működés közben, de nem éles helyzetekben területenként (mezőgazdaság, katasztrófavédelem, kutatás-mentés) kitapasztalhatják az alkalmazás módszereit.

Bár méreteiből adódóan Magyarország a mennyiség tekintetében bizonyosan nem lesz képes versenyezni a távol-keleti tömegtermeléssel, a különleges képességek (extrák) kifejlesztésével az UAV-ok komoly kitörési pontot jelenthetnek a magyar gazdaság számára.