Eindhovense zorgdrone maakt flinke ontwikkeling door

Als het aan studenten van de TU Eindhoven ligt dan krijgt ieder huishouden in de toekomst de beschikking over een persoonlijke vliegende zorgrobot. Maar voordat het zover is moet er nog flink worden gesleuteld aan Blue Jay, zoals de zorgdrone heet die het team voor ogen heeft. Het team onderzocht verschillende aandrijfvormen, maakte vorderingen op het vlak van indoor positionering en experimenteerde met kunstmatige intelligentie.

Autonome vliegende zorgrobot

Mede als gevolg van de vergrijzing dreigen de zorgkosten de komende decennia flink op te lopen. Om de zorg betaalbaar te houden zullen robots een deel van de zorgtaken van mensen moeten gaan overnemen. Die robots hoeven niet per se grondgebonden te zijn: ook een drone zou nuttige taken kunnen uitvoeren, zoals het aangeven van kleine voorwerpen of het in de kiem smoren van een beginnende brand.

Met dat idee in het achterhoofd werd in 2015 begonnen aan de ontwikkeling van Blue Jay, een autonome vliegende zorgrobot die in tegenstelling tot gewone drones 100% veilig is voor mensen in de directe omgeving. Ieder jaar werkt een nieuw team van studenten van de TU Eindhoven aan de zorgdrone. In een recente nieuwsbrief doet het team uit de doeken waar er de afgelopen tijd zoal aan gewerkt is.

Quadcopter vs. single-copter

Eén van de misschien wel belangrijkste elementen van Blue Jay is de aandrijflijn. Niet alleen moet de drone liefst zo stil mogelijk zijn, ook mogen er geen bewegende delen uitsteken en bovendien moet de drone voldoende stijgvermogen kunnen ontwikkelen om een voorwerp te kunnen oppakken en transporteren. Dat zijn complexe randvoorwaarden voor een drone en Blue Jay heeft dan ook contact gezocht met diverse bedrijven om dit mogelijk te maken.

Afgelopen maanden zijn er twee aandrijfvormen onderzocht: een quadcopter configuratie en een single-copter ontwerp. In het geval van de quadcopter werd onderzocht in hoeverre het mogelijk is om de buitenring van de drone en het frame uit één koolstoffiber plaat te fabriceren. Die plaat voorziet dan ook in bevestigingspunten voor de verschillende onderdelen. Onderzocht wordt nog welke materialen zich het beste lenen voor de buitenring van de drone.

Tegelijkertijd werd een prototype van een single-copter uitvoering ontwikkeld. In dat geval is er maar één motor benodigd voor de aandrijving en wordt de besturing door vier controle-elementen uitgevoerd. Het team hoopt de aansturing te komende tijd te perfectioneren zodat er binnenkort een eerste proefvlucht gemaakt kan worden.

Positionering

Naast het werk aan de aandrijflijn heeft het softwareteam van Blue Jay veel tijd gestopt in de uitwerking van de software voor het indoor positioneren van de drone. Wil de drone autonoom door een huis kunnen vliegen, dan is het immers van essentieel belang dat de drone zijn omgeving goed kent en steeds een optimale vliegroute kiest. Ook moet de drone uiteindelijk in staat zijn om objecten te herkennen en deze op te pakken met behulp van een kleine grijper.

Voor de positiebepaling maakt het softwareteam gebruik van een ultra-breedband positioneringssysteem van de Eindhovense startup Vention. Momenteel wordt onderzocht wat de maximaal haalbare nauwkeurigheid is van dit systeem. Ook heeft het softwareteam gewerkt aan het flightplanner-algoritme, dat ervoor moet zorgen dat de drone probleemloos van A naar B kan vliegen.

Kunstmatige intelligentie

Hoe kun je herkennen of iemand in nood is als gevolg van een valpartij, of gewoon een onverwachte beweging maakt? Dat is de centrale vraag waarover het artificial intelligence (AI)-team zich buigt. Bij de ontwikkeling van Blue Jay’s AI komen een aantal deelprocessen kijken zoals beeldverwerking, het scheiden van voor- en achtergrond en het classificeren van bewegingen. Al die processen moeten er uiteindelijk toe leiden dat de drone noodsituaties kan herkennen en actie onderneemt.

In principe is het mogelijk om de AI te integreren in een onboard minicomputer, de Raspberry Pi. Aan de hand van de camerabeelden en verschillende algoritmen moet dit systeem uiteindelijk in staat zijn om de drone te laten inspelen op noodsituaties.

Interactiedesign

Een ander belangrijke feature van de Blue Jay zorgdrone is de manier waarop deze interacteert met zijn omgeving. Het doel is om de drone een vriendelijke uitstraling te geven, met een zo eenvoudig mogelijke user interface. Om dat te bereiken stopt het interactiedesignteam veel tijd in de geanimeerde ‘ogen’ van de drone, die statusupdates kunnen doorgeven aan omstanders.

Zo is het idee dat de drone sip gaat kijken zodra de batterij leeg begint te raken, en dat de drone letterlijk om zich heen kijkt als de drone op zoek is naar iets of iemand. Het idee is ook dat de user interface gegevens kan verstrekken over de locatie van een noodgeval en een eerste diagnose kan weergeven. Op de computer kunnen de ogen conceptueel al getest worden, daarna volgt implementatie in de drone.

Naast de visuele communicatie via de ogen wordt er ook gewerkt aan spraakherkenning. In samenwerking met het eveneens in Eindhoven gevestigde bedrijf Fourtress gaat team Blue Jay werken aan mogelijkheid om eenvoudige conversaties te voeren, bijvoorbeeld met bezoekers van evenementen waar de drone getoond zal worden.

Demonstraties

Naast al het werk aan aansturing, hardware, user interface en kunstmatige intelligentie heeft team Blue Jay de afgelopen maanden diverse presentaties gegeven in binnen- en buitenland. Zo werd de Commercial UAV Show in Londen bezocht en werd de Blue Jay eind november gedemonstreerd tijdens de Bright Day.

(Bron: nieuwsbrief Blue Jay Eindhoven. Foto’s: team Blue Jay)

Wiebe de Jager

Wiebe de Jager

Wiebe de Jager (@wdejager) is oprichter van Dronewatch en auteur van de boeken Dronefotografie en Dronevideo's maken. Wiebe is gecertificeerd (RPA-L) dronepiloot en beschikt over het ROC-light. In het najaar van 2018 was Wiebe als coach&jurylid verbonden aan het tv-programma 'Drone Masters'.

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *

Meld je nu aan voor onze nieuwsbrief!

Vul hieronder je gegevens in en blijf op de hoogte.