Af Palle Vibe, Alt om Data
Denne artikel er oprindeligt bragt på Alt om Data. Computerworld overtog i november 2022 Alt om Data. Du kan læse mere om overtagelsen her.
Engang var dronen et sjovt stykke legetøj. Nu er den big business – en særdeles praktisk hjælp i et væld af professionelle sammenhænge. Og den udvikler sig hele tiden, som vi skal se i dette tema. Den dykker for eksempel også ned under havets overflade, hvis der skal lokaliseres forsvundne fly, eller den kan udstyres med en lysbølgeradar og flyve ind i bygninger.
I princippet er enhver radiostyret modelflyver en drone. Men hvor et fjernkontrolleret hobbyfly hele tiden skal manøvreres af en operatør med en kontrolenhed, har ”ægte” droner computere og sensorer, så de kan flyve lange stræk uden hjælp eller kontrol.
Pakker på vej til et Mærsk-tankskib. Dronen er en fransk Xamen LE 4-8X Dual Atex med et vingefang på 104 cm, en fart på 58 km/t. og en pakkebelastning på op til to kg.Langt de fleste droner er i bund og grund førerløse minihelikoptere med fire eller seks rotorer (quadcoptere og hexakoptere).
De ubemandede fartøjer kan bygges mindre og billigere end traditionelle flyvemaskiner, da de ikke behøver cockpit, trykkabine, katapultsæde mv., ligesom de heller ikke kræver samme motorkraft, da de sjældent skal flyve særlig hurtigt eller medføre stor vægt. Langt de fleste civile droner under to kg er elektriske og medfører selv batterier, der med dagens teknologi kan holde dronen flyvende i en fuld halv time og give den en max-hastighed på over 50 km/t. Små eldrevne droner, der kan supplere deres energibehov med solenergi, har også vist sig effektive gennem de seneste år, ligesom man også har eksperimenteret med energi overført med mikrobølger eller laserstråler.
De store militære droner er oftest udformet mere lig rigtige fly og er også gerne udstyret med forbrændingsmotor – eksempelvis af Wankel-typen, der på grund af sin kompakte størrelse, lave vægt og frihed for vibrationer egner sig godt. Samtidig har rotationsmotorer også et behersket brændstofforbrug samt en relativ god ydelse, hvilket betyder stor bæreevne og rækkevidde.
Føler højden og retningen
Droner kan ”mærke”, hvor de er, og hvor de er på vej hen – takket være et arsenal af navigationssensorer i form af gyroskoper, accellerometre, kompasser, altimetre, gps’er osv. Desuden kan mange hobbydroner medføre et kardanophængt actionkamera, der alt efter formål både kan være højopløst og infrarødt. Større droner kan endda medføre radar, sonar eller lidar (lysbølgeradar), der muliggør flokflyvning og manøvrering indendørs i bygninger og gange.
De fleste droner fjernstyres ret traditionelt via radio og antenne (med indskudt AD-konverter, der får den ombordværende minicomputer til at forstå fjernstyringssignalerne og udføre manøvrerne). En række færdige manøvrer (som automatisk start og landing) kan også ligge forprogrammeret i smart software i dronernes computerchips, der i øvrigt kan takke kapløbet mellem udviklere af smartphones og tablets for, at de bliver stadigt mere avancerede. Og ud over at blive kraftigere og mindre år for år, kan de i dag også bygges op omkring neurale netværk og have forskellige grader af autonom intelligens. Stort set alle droner kan for eksempel vende tilbage til deres udgangspunkt og lande selv, hvis forbindelsen til deres fjernstyringscentral går tabt.
Computeren hjælper også dronen med at sende data fra både kameraer og sensorer til basestationen, hvad enten der er tale om en regulær fjernstyringscentral eller en mobil-app.
Dronerne hjælper i hverdagen
Efterhånden er der ikke den civile anvendelse, der ikke kan varetages af droner. Det kan være opsyn med markarealer, filmoptagelser, eftersøgning og redning, inspektion af el-ledninger og rørledninger, optælling af dyreflokke, levering af varer og medicin afsides steder samt grænsekontrol og overvågning af lastbilkonvojer. Droner har også takket være deres fotograferingsmuligheder vundet indpas inden for nyhedsindsamling og journalistik, ligesom tv har med fordel gjort brug af videodroner under for eksempel de olympiske vinterlege i 2014, hvor der blev lavet næroptagelser af skiløbere og bobslædekørere.
Inden for civil droneflyvning er kinesiske DJI, franske Parrot og US 3DRobotics førende producenter – regnet ud fra omsætning. DJI forventer i 2016 at producere cirka én million civile smådroner af forskellig slags.
Droner overvåger områder på Borneo og kan følge, hvordan inficerede aber og områdets indbyggere bevæger sig i forhold til hinanden.
Tankskibe får forsyninger fra luften
At dronernes muligheder er næsten grænseløse, demonstrerer rederiet Mærsk. Lige nu tester rederiet muligheden for at få droner til at levere forsyninger til skibe. Mærsk forudser, at man med dronelevering kan reducere omkostningerne til levering på mellem 3000 og 9000 dollar pr. skib om året – hvilket kan give en samlet besparelse på 900.000 dollar om året.
En af de mest kendte historier om droner er internetforretningen Amazons dronebude. Dronen har ni rotorer, og ifølge Amazon kan dronen lette fra en lagerhal og nå 120 meters højde med en aktionsradius på op til 24 kilometer. Dronen er dog kun en enkelt af flere typer, som Amazon vil bruge til pakkelevering, når teknologien er klar, og lovgivningen på plads.
Flyvende stifindere
Men der findes en masse anvendelsesmuligheder, som ikke er ligeså omtalte. For eksempel har forskere i Schweiz trænet to droner i at navigere autonomt i et udfordrende terræn. De to droner benytter et almindeligt farvekamera, der peger fremad, og billederne fra kameraet bliver derpå sammenlignet med en database med mere end 20.000 billeder fra området.
Indtil videre har de to droner opnået en præcision på 85 procent.
På University of Nevada i USA kører man desuden forsøg på at hjælpe blinde løbere med droner, der flyver cirka tre meter foran personen. Dronen ser løberen ved med sit kamera at fokusere på et særligt mærke placeret på løberens trøje. Samtidig holder dronen øje med løberens bane med et andet kamera, der vender nedad. Lyde fra dronen guider derved de blinde løbere frem i den rigtige retning.
Tjek på metan ebola
Firmaet Niras benytter droner udstyret med med termografikamera, så man kan afsløre metanudslip fra lossepladser, – udslipsområder typisk er varmere end resten af lossepladsen. Og på Borneo har et forskerhold udnyttet droner til at overvåge dyreflokkes bevægelser og forandringer i landskabet for måske at kunne advare om fremtidige udbrud af bl.a. ebola.
Dronerne udvikler sig, når de skal i krig
Som med så mange andre tekniske nyskabelser går udviklingen af droner særlig hurtigt i militær sammenhæng. Her har de ikke så mange begrænsninger i udformning, størrelse og vægt. De største droner ligner til forveksling traditionelle kampfly (bare uden cockpit) og kan også være lige så avanceret udstyret.
Men til trods for en pris på måske 30 millioner kroner eller mere er droner langt billigere i både anskaffelse og drift end rigtige kampfly og helikoptere.
Den næsten 15 m lange militærdrone Global Hawk, der vejer over 6 ton, kan i løbet af et døgn overvåge et landareal på størrelse med hele Grækenland.
Kujonkamp eller human krig?
Våbenførende droner, der kan dræbe på afstand uden risiko for angriberen bag styrekontrollen har imidlertid rejst visse moralske protester blandt mange landes regering og befolkning. Mens nogle finder det kujon-agtigt i forhold til ærlig kamp mand mod mand, mener andre, at droner i fremtidens krige vil kunne spare mange menneskeliv på begge sider. Forulykker de, eller bliver de skudt ned, er tabet ret ubetydeligt, og ingen ombordværende risikerer at miste livet.
USA er førende inden for militær anvendelse af droner, og hvert tredje fartøj i den amerikanske luftflåde er en UAV (Unmanned aerial vehicle). Produktionen domineres af USA og Israel, og Northrop Grumman samt General Atomics, der fremstiller Global Hawk og Predator/Mariner, regnes for de største producenter.
En række europæiske lande er dog gået sammen om at udvikle dronen nEUROn, der bliver på størrelse med et F-16-kampfly og skal have stealth-egenskaber.
Den europæiske drone nEUROn bliver på størrelse med en F-16-jager.
3D-printede droner
Den amerikanske hær vil også 3D-printe droner med udstyr i form af kameraer, sensorer osv., som der er brug for i felten ”on demand” – når man lige står og mangler en.
Projektet er led i Army Expeditionary Warrior Experiments, og tanken er at udvikle software og 3D-printere, der kan bringes med ud på krigsskuepladsen. Fordelene er naturligvis indlysende, men virkeliggørelsen ligger stadig lidt ude i fremtiden.
På vagt mod truende droner
Droner kan misbruges til terror og andre destruktive formål, de kan tabe farligt gods, trænge ind over forbudt eller privat område eller komme faretruende tæt på fly og lufthavne. De kan også hackes. Faren vil dog være størst ved fuldt autonome droner, for ellers kan droneføreren hurtigt overtage kontrollen.
Det italiensk-britiske firma Finmeccanica Electronics, Defence and Security Systems har udviklet et antidronesystem, der kan registrere, spore og om nødvendigt overtage kontrollen med sådanne civile droner på afveje.
Antidronesystemet Falcon Shield kan afbryde eller helt overtage kontrollen over indtrængende, uønskede droner.Droner med kost og spand
Hvidevareproducenten Electrolux afholder en årlig Design Lab-konkurrence om udstyr til fremtidens hjem, og blandt vinderne er projektet Mab, der er en gulvvaskerrobot. Den triller først som en kugle hen over gulvet, hvorpå den pludselig slipper 900 minidroner løs. De flyver op og ud i alle kroge for at gøre rent ved at trække en vanddråbe hen over gulvet. Når vanddråben er blevet tilstrækkeligt beskidt, flyver dronerne tilbage til kuglerobotten for at skifte det beskidte vand ud med nyt og rent.
Det er ikke Star Wars og dødsstjernen men i stedet en effektiv gulvvaskerobot med indbyggede droner til rengøring.Forcerer også det våde element
Ikke blot luften svirrer i dag med droner. Det gør verdenshavene også. Ingeniører har udviklet mange forskellige undervandsdroner til opgaver, der ellers er umulige eller for dyre at løse med bemandede fartøjer eller fjernstyrede specialrobotter.
Specialbyggede droner kan også operere i havene som fjernstyrede ubåde.
Da Air France flyet AF447 styrtede ned i Atlanten i 2009, blev det for eksempel tre store undervandsdroner af typen Kongsberg Remus 6000, der fandt flyet og dets sorte bokse på havbunden.
En lille specialdrone, Wave Glider fra det amerikanske firma Liquid Robotics, krydser alene rundt på verdenshavene drevet af sol- og bølgekraft og foretager målinger af havets bølger. Dronen kan måle forholdene under og over havoverfladen og er udstyret med noget af den nyeste navigations- og kommunikationsteknologi, så den kan fjernstyres fra den anden side af kloden og hele tiden levere data til forskerne. Dronen kan også måle antallet og højden af de monsterbølger, som hvert år overrasker og sluger skibe på havet.
Wave Glider har krydset 17.000 km over Stillehavet i sin jagt på monsterbølger.Droner på politiarbejde
Droner kan også udføre opgaver, som politiet eller vejmyndigheder ellers må afsætte mandskab til. Trafiktælling er en omstændelig opgave, men en drone kan svæve over vejene og filme bilerne og dermed dokumentere trafikmængden. Herhjemme har Vejdirektoratet afprøvet metoden. Dronen, der er blevet brugt, er en seksarmet hexakopter fra ingeniørfirmaet Cowi. En ledning holder den konstant forsynet med strøm fra en generator på jorden, så den kan holde sig i luften i de to timer, trafiktællingerne varer.
Brandvæsnet i mange lande anvender rutinemæssigt droner i kampen mod ild og flammer.
Fjernstyrede politiassistenter
Droner anvendes mange steder politimæssigt til eftersøgning og undersøgelse af gerningssteder, idet en drone i modsætning til menneskelige efterforskere hverken sætter fodspor eller efterlader DNA og er meget billigere end en politihelikopter.
Herhjemme foretager kriminalteknikere i Rigspolitiet og to politikredse forsøg frem til efteråret for at finde ud af, om droner også skal indgå som indsatsudstyr hos det danske politi, der foreløbig har indkøbt to droner til formålet.
Den ene er en Inspire 1 fra den kinesiske droneproducent DJI med 4K-videokamera, som også kan tage stillbilleder. Den høje billedkvalitet er vigtig, fordi billederne skal kunne bruges som bevismateriale i retten. Ud over den høje opløsning har Inspire-dronen stabilisator, der betyder, at dronen kan manøvrere meget frit, uden at det går ud over billedkvaliteten. Et særligt navigationssystem gør desuden, at dronen kan manøvrere uden gps-dækning, eksempelvis indendørs. Det fungerer ved hjælp af lydbølger og et lille navigationskamera, som begge holder øje med dronens afstand til vægge og andre forhindringer.
I Nordjylland afprøver politiet en drone fra danske Skywatch: Huginn X1. Denne model har både HD-kamera og et termisk Flir Quark2-kamera, så den kan se varmen fra en eftersøgt eller bortkommen person.
Politiet er dog underlagt de samme regler, som gælder alle andre, der vil flyve med droner. De må for eksempel ikke opsendes over bymæssige områder. Men hvis dronen sendes op fra en politibil og holdes tøjret i en strømforsyningsledning, gælder der knap så stramme regler, og dronen kan desuden være i luften næsten så længe, det skal være.
Vidderne er store i Sydafrika, og dronerne på jagt efter krybskytter er derfor konstrueret ligesom traditionelle overvågningsfly.
Droner i ilden
Også brandvæsnet rundt omkring på kloden udnytter droner til at bekæmpe brande og redde liv. De kan overvåge brande fra luften og flyve ind i bygninger og søge efter overlevende.
Hele sværme af mindre droner kan sendes ind i brændende bygninger gennem smalle åbninger, revner og sprækker og lede efter overlevende og filme den brændende bygning indefra. Så selv om nogle af dronerne styrter ned eller brænder op, kan brandkorpsets røgdykkere lære forholdene godt at kende, før de selv trænger ind i bygningen.
Også Afrika er med. I Sydafrikas vildtparker har politiet taget droner i brug i jagten på krybskytter. Næsehorn og andet storvildt kan forsynes med små radiosendere, som fortæller dronen om deres position. Desuden er dronen udstyret med programmer med informationer om både dyrenes og krybskytternes typiske adfærd. På den måde kan dronerne afsøge de steder i reservatet, hvor krybskytterne typisk vil befinde sig. Når dronen opdager en krybskytte, filmer den personen og slår alarm.
Trafiktælling med Vejdirektoratets droner kan frigøre mandskab og afsløre trafikmønstre, som ikke kan læses ud af tællingen alene.
Sådan må du flyve med droner i Danmark
I Danmark er droner på under 7 kg lovlige til privat brug, hvis man overholder bestemte afstandskrav, har øjenkontakt med sin drone hele tiden og ikke flyver højere end 100 meter.
Du skal holde 5 km afstand til offentlige flyvepladser, 8 km til militære flyvepladser samt 150 m til bymæssig bebyggelse, større offentlige veje, kongehusets ejendomme, politistationer og fængsler.
I fremtiden skal droner måske endda have nummerplade. I hvert fald har regeringen fremsat lovforslag om, at professionelle dronepiloter – folk, der benytter droner erhvervsmæssigt – fremover skal have en registrering på deres flyvende robotter, så man nemmere kan se, hvor og hvornår en drone har fløjet. Dermed kan politiet bedre skride ind over for lovbrud og gøre en droneejer ansvarlig for eventuelle skader eller eksempelvis medvirken til, at en drone smugler en mobiltelefon over muren til et fængsel.
Men drone-operatørerne frygter, at nummerpladerne bogstavelig talt kan blive en tung byrde. Både hvad angår vægt, pris og energiforbrug. Firmaet MyDefence tilbyder dog en prototype på en dronenummerplade, som formentlig kan holdes under 5-10 gram.