Högt flygande drönarforskning

Drönare som levererar hjärtstartare och medicin i glest befolkade områden finns och fungerar, men hur ska obemannad trafik fungera i stora städer? Med hjälp av artificiell intelligens och visualisering ska UTM City visa vägen.

Jonas Lundberg, Linköpings universitet, och Jesper Tordenlid, Combitech, i samtal framför lösningen UTM City. Fotograf: Peter Karlsson Jonas Lundberg, Linköpings universitet, och Jesper Tordenlid, Combitech, i samtal framför lösningen UTM City. Fotograf: Peter Karlsson

Utopin blir sann

Drönare som ersätter stora tunga lastbilar i citykärnorna, som transporterar gods fram till butikens dörr, hämtar och lämnar leveranser och som kanske till och med tar oss på en flygtur ut till flygplatsen, över och förbi rusningstrafikens köer och stopp. Det låter som en utopi men kan bli verklighet inom en inte alltför avlägsen framtid. Flera projekt pågår, i Östergötland, Dubai och Brasilien.

Tänkbar drönartrafik i Linköping.Tänkbar drönartrafik i Linköping.

För att detta ska bli verklighet krävs artificiell intelligens, AI, för planering, styrning och uppföljning av trafiken. Ett kärnproblem för forskarna är att automationen och den artificiella intelligensen måste vara både verifierbar och styrbar, såväl för samhället som för den eller de som övervakar de autonoma systemen.

– Idag använder vi visualisering och simulering för att framtida operatörer och samhällsaktörer ska kunna delta i diskussionerna. De kan bygga upp trafikscenarier, och diskutera trafikbilder, problem och möjligheter, säger Jonas Lundberg, professor vid avdelningen Medie- och informationsteknik, LiU, som leder projektet UTM City.

2017 startade det tvååriga projektet UTM 50, tillsammans med LFV, där UTM står för Unmanned aircraft system Traffic Management. Syftet var att ta reda på såväl vad drönare kan användas till som hur de kan samsas med annan flygande trafik, speciellt i närheten av flygplatser. Norrköping – Linköping används som modell. Inom projektet byggdes det upp en simulator och en visualiseringsmiljö för just drönartrafiken mellan städerna, UTM City.

Stort intresse

Forskningen väckte stort intresse såväl här hemma som internationellt och har fortsatt i ett stort antal nya projekt inom ramen för UTM City. Liksom tidigare bedrivs forskning i nära samarbete med LFV och Saab, finansierad av Vinnova, trafikverket och av inblandade aktörer i respektive projekt.

Dubai, röda markeringar visar hotspots, intressanta platser med behov av drönartrafik, men med trängsel såväl på marken som i luftrummet.Dubai, röda markeringar visar hotspots, intressanta platser med behov av drönartrafik, men med trängsel såväl på marken som i luftrummet.

– UTM City ska ge svar på två olika frågor, en del av lite bredare intresse som ska visa och tydliggöra för exempelvis beslutsfattare hur en framtida drönartrafik kan se ut och fungera. Vår simulator är ovärderlig i det arbetet. Den andra delen är lite smalare, men väl så viktig då det handlar om hur vi kan styra drönartrafiken även över tättbebyggda områden och intill stora flygplatser, säger Jonas Lundberg.

Arbetet med AI-arkitekturen leds av biträdande professor Magnus Bång, Institutionen för datavetenskap vid LiU.

– UTM City skapar stora mängder trafikdata som behöver bearbetas på kort tid. Beslut om trafiken tas i princip i realtid av vårt system, intygar han.

Ställer krav

Trafik över tätt bebyggda områden ställer stora krav på säkerhet och styrning.

UTM Dubai expo.Bild från UTM Dubai expo.

– Löser vi de utmaningar som finns med att använda drönare i staden löser vi hur trafiken kan fungera optimalt på landsbygden på samma gång. Idag finns stränga restriktioner för att flyga över tätt bebyggda områden samtidigt som vi där ser de största framtida behoven. Det gäller att hitta en avvägning, säger Billy Josefsson, LFV forskning, innovation och digitalisering, som driver projektet för LFV:s räkning.

Projektet UTM City är kärnan i ett antal olika delprojekt och samarbeten. Det största kanske är UTM Explore for CORUS, där ett stort antal av Europas luftfartsmyndigheter samarbetar och som även finansieras via EU:s Horisont 2020-program.

I det tvååriga projektet ska en storskalig demonstrator tas fram som visualiserar hur drönartrafik mellan två städer, i det här fallet Linköping och Norrköping, kan fungera och styras.

– En demo är planerad till vecka 40 i år, säger Jonas Lundberg.

Ledande tillsammans

Billy Josefsson.Billy Josefsson.

Billy Josefsson är nöjd med samarbetet:

– Tillsammans bedriver vi ledande forskning inom området och det tack vare att vi kan kombinera kunnande och kompetens från industri och myndighet med den excellenta forskningen vid Linköpings universitet. Det finns inget bättre sätt att bedriva den här typen av komplicerad forskning, konstaterar han.

Det viktiga för aktörerna är nu att få in samhället i loopen, även allmänhet och beslutsfattare måste förstå hur drönartrafik kan se ut och fungera och vilka viktiga samhällsutmaningar den kan lösa.

– Vi har en fantastisk interaktiv visualiseringsmiljö här i Norrköping som bidrar till en ökad förståelse hos samhällsaktörer och myndigheter för vad drönare kan åstadkomma, säger Billy Josefsson.

Fler delprojekt inom UTM City Visa/dölj innehåll

UTM City Dubai: Ett delresultat från UTM Explore visades upp vid en workshop på världsutställningen EXPO2020 i Dubai och som väckte stort intresse. Här handlar det om att undersöka möjligheterna att använda autonoma drönare i storstaden, särskilda utmaningar finns vid flygplatser, hotell, logistikcentrum med flera platser. Säkerheten måste vara hundraprocentig. En simulator ska byggas upp och i projektet ska också föreslå de bästa rutterna för drönartrafikens paketleveranser. Projektet är Vinnova-finansierat och drivs i samarbete med, förutom Saab och LFV, med University of Sharjah och Dubai Airports Engineering Projects, DAEP.

Last mile delivery systems, LMDS: Projektet ska undersöka hur drönartrafik kan ta över allt fler transporter den sista sträckan från eller till en omlastningsstation eller ett flygfält respektive fram till kund. Projektet är en del i det större Autonomous Airport Test Bed, finansierad av industrin och Vinnova.

UTM Brazil: Målet är att hitta sätt att kombinera olika typer av stora och små obemannade farkoster, styrda från marken och autonoma. Projektet befinner sig i startfasen.

Läs mer:

https://ivis.itn.liu.se/research/projects/utm_city.html

Tidigare artiklar Visa/dölj innehåll

Senaste nytt från LiU Visa/dölj innehåll