Droner til undsætning

Når en person falder over bord, er det et kapløb mod tiden: Chancerne for, at personen bliver fundet, inden vedkommende drukner af udmattelse eller fryser ihjel, svinder for hvert minut. Ofte hæmmes redningsindsatsen af den tid, et skib ved fuld fart skal bruge på at standse, så en redningsbåd kan komme i vandet og lede efter personen, som nu vil være langt væk fra skibet.

Tallene tegner et dystert billede: Data fra f.eks. Cruise Lines International Association viser, at mere end 70 pct. af de mennesker, der faldt over bord mellem 2009 og 2019, omkom.

Forskere ved DTU arbejder på at forbedre disse odds ved at udvikle en prototype til en autonom drone, der automatisk kan sendes afsted fra et skib i bevægelse, så snart en sådan mand-over-bord-hændelse er bekræftet.

Dronen har tre typer kameraer, så den f.eks. kan se om natten og registrere kropsvarme, hvilket gør den i stand til at identificere en person i vandet. Når den er fuldt udviklet, vil dronen medbringe en oppustelig redningsvest, der udsender et GPS-signal.

”Det har et dobbelt formål: Det ene er at forlænge personens liv i vandet – det andet er at lede en redningsbåd hen til vedkommende,” forklarer ph.d.-studerende Dimosthenis Angelis.

Ifølge Life Jacket Association kan en redningsvest forlænge overlevelsestiden i vand med en temperatur på blot 4-10 °C fra 30-60 minutter til op til tre timer. Overlevelsestiden afhænger af flere faktorer, herunder havforholdene og hvor god personen er til at svømme.

Algoritmer viser vejen

Almindeligvis afsøger en redningsbåd i aktion vandet i trekantede mønstre langs den rute, som personen med størst sandsynlighed er drevet ad. Bådens lave udsigtspunkt gør det dog svært at få øje på en person i det fjerne.

Dimosthenis Angelis’ arbejde har bestået i at bygge en drone fra bunden og udvikle algoritmer, der gør dronen i stand til hurtigt at flyve afsted og selvstændigt vælge den bedste rute for at søge efter det sted, en person sandsynligvis er havnet.

Dronen kombinerer en række computerbaserede søgemetoder, der er udviklet til at beregne den bane, en person forventeligt er drevet langs. Søgemetoderne tager højde for usikkerhederne i det maritime miljø og indregner den tid, der er gået, siden personen faldt over bord.

”Vores metode inkorporerer forskellige søgemetoder og fartøjets realtidsdata vedrørende vind og strøm for nøjagtigt at forudsige en persons position. Samtidig sikrer vi, at dronen ikke spilder tid på at gennemsøge det samme område to gange,” forklarer Dimosthenis Angelis.

Resultatet er et nyt AI-værktøj til at forudsige personens position i realtid. Det har en markant øget succesrate sammenlignet med tidligere metoder.

Styr på landingen

Dronens hastighed, dens forhøjede udsigtspunkt og dens smarte søgemetode bidrager alle til at øge chancerne for at lokalisere mennesker sammenlignet med konventionelle redningsaktioner. I forsøg har dronen vist, at den ville kunne lokalisere mere end 80 pct. af de nødstedte.

Dimosthenis Angelis og hans kolleger har for nylig haft fokus på at udvikle nye måder for dronen at lande hurtigt og autonomt, når den vender retur til skibet. For at kunne lande på et bevægeligt objekt, såsom et svajende skib, vil droner nemlig traditionelt først skulle forudsige, hvordan landingsområdet vil vippe, for at beregne en sikker landing. Det kræver en masse kalibrering, mens dronen svæver i luften, hvilket tager tid, som ellers kunne være brugt på eftersøgningen.

Den ph.d.-studerende fortæller, at forskerne er kommet rigtig langt med at udvikle en model, der gør det muligt for dronen at lande udelukkende baseret på det, kameraerne ser i realtid:

”Det er en stor belastning for batteriets levetid at skulle vente op til fem minutter på at lande. Med den nye metode, vi udvikler, tager landingen cirka tre sekunder.”

Næste skridt

Dronen er blevet testet både på land og over Kattegat, hvor den søgte efter en menneskelignende mannequin iført en opvarmet vest. Testningen fortsætter, og resultaterne bruger forskerne til at finjustere udstyret og til at verificere præcisionen af søgningerne.

Dimosthenis Angelis’ drømmescenarie er, at når der foreligger dokumenterede resultater, som verificerer dronens evne til at lokalisere en mand over bord, vil alle skibe, der transporterer mennesker, installere en redningsdrone for ekstra sikkerhed.

Han ved dog godt, at det kræver meget arbejde og omfattende test at introducere nye produkter i den stærkt regulerede maritime sektor. I mellemtiden forestiller han sig, at dronerne kunne tages i brug af kystvagten til hurtigt at få redningsveste ud til mennesker i nød.

”Hvis vi kan nå frem til en person inden for få minutter i stedet for halve eller hele timer, kan vi fundamentalt ændre vedkommendes chance for at overleve,” siger Dimosthenis Angelis.

Om dronen

• Den nuværende version vejer 24,8 kg og har en diameter på 2,4 meter.
• Den er udstyret med tre typer kameraer: RGB, infrarødt og termisk.
• Dronen kan medbringe 20 kg last.
• Den har en flyvetid på 30 minutter.
• Dronen kan afsøge et område på op til en kvadratkilometer afhængigt af vejrforhold og lastens vægt.
• Ph.d.-projektet er finansieret af midler fra Orient’s Fond og Den Danske Maritime Fond.