Drone tuo usealle meistä mieleen upeat maisemavideot yläilmoista. Viime vuosina kuvaukseen käytetyt dronet ovat yleistyneet kuluttajien, erityisesti sisällöntuottajien keskuudessa. Videoblogin aikakaudella pientenkin sosiaalisen median kanavien videot ja kuvausmetodit alkavat muistuttaa laadultaan ammattilaisen tekemää. Laadukkaat dronet pitävät sisällään paljon muutakin kuin hyvän kameran. Ne osaavat muun muassa seurata kohdetta, väistää esteet tarvittaessa, lentää automaattisesti suunnitellun lentoreitin ja jopa palata takaisin kotiin, mikäli akku on loppumaisillaan. Tämä on jo todella hienoa, mutta lisää on luvassa.
Onko potentiaalia jäljellä?
Yritysmaailmassa dronen potentiaalin tutkimukset ja käyttökohteet ovat laajentuneet monelle sektorille. Esimerkiksi maatalous-, rakennus-, elokuva-, infrastruktuuri-, kuljetus- ja kaukokartoitusalat hyödyntävät drone-teknologiaa. Googlen Wing- ja Amazon Prime Air -palvelut mahdollistavat kuluttajille pakettientoimituspalveluita. Air toimittaa verkkokauppajätin ostoksia kotiin asti lyhyellä toimitusajalla. Wing työskentelee yhteistyössä paikallisten yritysten kanssa ja toimittaa vaikkapa leipomon porkkanakakun luoksesi. Suuret kaupungit ovat kuljetuksen kannalta hitaita lyhyilläkin etäisyyksillä. Liikenneruuhkat ovat haitallisia ympäristölle monilla tavoin, mutta robotit taivaalla voivat vähentää liikennekuormaa. Googlen Wing mainostaa 10 kilometriä taittuvan 6 minuutissa. Arvioidaan, että matalalla lentävät miehittämättömien alusten lentojen määrä syrjäyttää miehitetyt lennot vuoteen 2035 mennessä.
Datan merkitys
Dronen ympäristöä, lentokelpoisuutta ja sijaintia on tarkkailtava tapaturmien estämiseksi. Dronen itsenäinen lentäminen turvallisesti ja luotettavasti vaatii sisäistä sekä ulkoista dataa ja mahdollisuuden lähettää sitä käsiteltäväksi.
Tutkin projektissani säätiladatan keruuta ja sen lähettämistä Ilmatieteenlaitoksen kokeelliseen rajapintaan. Projekti tuotettiin osana Digi-Salama -hanketta. Kerätty data sisälsi seuraavat parametrit: lämpötila, ilmanpaine, ilmankosteus ja arvioitu korkeus.
Laitteen sijaintitieto kerättiin Googlen paikannusta hyödyntäen. Järjestelmään myös liitettiin kannen jäätymisen tunnistava moduuli. Tämä moduuli lähetti infrapunavaloa kannen heijastavuutta hyödyntäen. Anturi mittasi heijastavan valon määrän, joka laski kannen jäätyessä. Auringon säteily jouduttiin suodattamaan mittauksesta pois, sillä osa sen säteilystä on infrapunavaloa. Työn lopputuloksena saatiin onnistunut mittaus- ja lähetysjärjestelmä, joka mahdollisti automaattisen mittauksen ja lähetyksen.
Kehitetty mittaus- ja lähetysjärjestelmä. Järjestelmä on varustettu 3G-datayhteydellä ja LiPo-akulla. Läpinäkyvän kannen jäätymistä tarkkaillaan infrapunan avulla.
Työn toinen toimija, Insta, oli kiinnostunut jäätymisen vaikutuksista dronen sisäiseen dataan. Jäätyminen on pohjoisella pallonpuoliskolla olennainen ilmiö. Koska sääolosuhteet muuttuvat nopeasti, on mittaaminen ja datan käsittely tarpeellista. Esimerkiksi paketteja kuljettavien dronejen on oltava valmiita kestämään myös ääriolosuhteet. Jäätynyt alus ei välttämättä ilmoita putoamisvaarasta selkeitä merkkejä ennen putoamistaan. Putoaminen voi aiheuttaa rahaakin kalliimpia vahinkoja. Tutkimuksen tarpeellisuudesta kertoo se, että vaarojen havainnointi ei liity pelkästään muihin aluksiin tai lentoreitin esteisiin vaan myös sääolosuhteisiin ja dronen sisäiseen dataan. Projektini oli olennainen osa tutkimusta dronejen hyödyntämisestä yrityksissä.
Energiasäästöjen näkökulmasta kehitys on toivottavaa. Dronen hyötysuhde ja monipuoliset käyttökohteet tarjoavat energiatehokkaan ratkaisun. Yksittäiset käyttökohteet eivät laske maapallon suurta energiakulutusta, mutta mikäli dronet antavat oikeasti käytännöllisen vaihtoehdon olennaisella sektorilla, voidaan saada suuria energiahyötyjä.
Kirjoittaja
Mikael Bjong
Sähkö- ja automaatiotekniikka
Projektiassistentti
