Deze zwermdrones werken samen om gaslekken op te sporen

Of het nu gaat om een langdurig ondergronds gaslek of een acuut gaslek als gevolg van een calamiteit: systemen voor gasdetectie zijn van groot belang om ervoor te zorgen dat de volksgezondheid niet in gevaar komt. Idealiter wordt er ook op verschillende hoogten gemeten. Onderzoekers van de Rice University werken daarom aan zwermdrones die zelfstandig een gebied kunnen checken op de aanwezigheid van vluchtige gassen. In geval van gevaar kunnen omwonenden via een app worden gealarmeerd.

Netwerk van sensoren

Het probleem met gaslekkages is dat het opsporen ervan een complexe zaak is, als gevolg van de vluchtigheid van gassen en omgevingsfactoren als wind en temperatuur. In een ideale situatie zouden gassensoren op verschillende hoogten en op verschillende locaties aanwezig zijn, om zo de verspreiding van een gaswolk in drie dimensies te monitoren.

Met vaste sensoren is dat uiteraard niet mogelijk, maar een zwerm drones leent zich hier bij uitstek voor, menen wetenschappers verbonden aan de Rice University in Houston. De onderzoeksgroep werkt aan drones die vluchtige organische stoffen kunnen meten. Dergelijke stoffen hebben vaak een schadelijk effect op de gezondheid van mens en dier.

Het bijzondere aan de autonomous, sensing en tetherless networked drones – afgekort ASTRO – is dat ze samenwerken om een gaswolk in drie dimensies in kaart te brengen. Daarbij hebben ze in principe geen menselijke aansturing nodig: na lancering gaan de drones zelfstandig hun weg en stemmen hun vliegpatronen onderling af, om op die manier een zo goed mogelijke meetdekking te verkrijgen. De drones vormen als het ware een tijdelijk 3D netwerk van gassensoren.

Waarschuwen via app

Om hulpverleners of mensen in de omgeving te waarschuwen voor gevaarlijke gasconcentraties werken de onderzoekers ook aan een app, die realtime informatie toont over de grootte en verspreiding van een eventuele gaswolk. Dankzij laserstereoscopie kan niet alleen de bron van een gaswolk worden opgespoord, ook is het mogelijk om de verspreiding ervan te volgen.

“Ons streven is om een systeem te maken dat omwonenden direct kan alarmeren als er ergens een gaslek wordt geconstateerd. Ook kunnen de ASTRO-drones ingezet worden tijdens een calamiteit, om ervoor te zorgen dat hulpverleners niet worden blootgesteld aan giftige gassen. In de toekomst willen we de drones voorzien van camera’s en andere sensoren, zodat de zwermdrones ook voor andere taken ingezet kunnen worden, zoals het opsporen van slachtoffers in een noodsituatie”, aldus onderzoeker Riccardo Petrolo.

$1.5 miljoen subsidie

Het project is onlangs financieel ondersteund door de National Science Foundation. Maar liefst 1,5 miljoen dollar mocht het onderzoeksteam bijschrijven op hun rekening. Dat geld word aangewend om de lasersensoren verder te verkleinen en om experimenten te doen boven een aantal raffinaderijen in de buurt van Houston.