Se den autonoma drönaren navigera i bergrummet

Robotikgruppen vid Luleå Tekniska Universitet (LTU) utvecklar en drönare som kan navigera helt på egen hand i underjordiska miljöer, exempelvis i gruvgångar och tunnlar.

Under torsdagen demonstrerade gruppen teknikutvecklingen den hittills har åstadkommit. Drönaren, egenhändigt byggd med standardkomponenter, flög helt utan mänskliga styrkommandon in i en tunnel i bergrummet Mjölkuddsberget i Luleå.

– Drönaren är särskilt utvecklad för gruvor och undviker hinder på sin färd in i tunneln som den följer så långt som möjligt, säger Christoforos Kanellakis i robotikgruppen.

150 meter in i berget

Under demonstrationen flög drönaren som längst cirka sju minuter. I tidigare fälttester har den färdats kring 150 meter.

Sen en film från demonstrationen här:

Den autonoma färden är möjlig tack vare sensorer. I detta tidiga skede av utvecklingen används kameror, en roterande lidar med 360-graders vy monterad ovanpå drönaren samt ytterligare en lidar undertill som endast mäter avståndet till marken.

Med hjälp av sensordatan byggs en bild upp av miljön runt drönaren och artificiell intelligens fattar beslut om hur den fortsatta färden framåt ska ske.

Drönaren är även utrustad med lampor vilket gör att den registrera till exempel väggens struktur även om det saknas övrig belysning.

– Vi jobbar även med andra sensoruppsättningar, liksom drönardesigner. Vi har nu endast en inledande design som kommer att fortsätta utvecklas, säger Christoforos Kanellakis.

Lokaliseringen är utmaningen

Utmaningen ligger i att veta var roboten befinner sig. Under mark har man ingen nytta av navigationssatelliter. Och drönarens själva grundidé är ju att den ska kunna utforska platser som är helt okända för människan. Men med hjälp av egenutvecklade algoritmer som analyserar sensordatan går det att lösa, även om arbetet med att utveckla tekniken fortsätter.

– Ett av de områden vi tänker att den kan bli användbar inom är räddning. Vi utvecklar den därför även för till exempel tunnelbanor i urban miljö. Tanken är att låta drönaren autonomt skapa sig en bild av området, och hur säkert det är, för att senare låta människor gå in, säger han.

Alla databehandling sköts ombord på farkosten men under gynnsamma radioförhållanden kan en länk upprättas för att överföra visuell information liksom att skicka styrkommandon.

Urban miljö nästa anhalt

Nästa steg i projektet handlar om att konfigurera hårdvaran och utvärdera fler sensorer för att få en bättre bild av omgivningen. Ett exempel kan vara värmesensorer. Diskussioner pågår om att utföra en demonstration även i urban miljö men ännu är inget spikat.

Robotikgruppen samarbetar med den amerikanska rymdstyrelsen Nasa vid utvecklingen av drönaren. Nasas lag, där LTU är en partner, deltog nyligen i det amerikanska försvarsinstitutet Darpas (Defense Advanced Research Projects Agency) tävling Subterranean Challenge, där det placerade sig på andra plats i första deltävlingen.

Nästa fas i tävlingen handlar om att utveckla teknik för att utforskning av urbana underjordiska miljöer, exempelvis tunnelbanor. Deltävlingen äger rum i februari nästa år.