Cu dronele nu-i de joacă – interviu cu Prof. Dr. Ing. Dan Tudose

Dronele au început prin a fi înspăimântătoare arme în mâinile armatei americane care le folosește și acum pentru bombardarea unor ținte la distanță, fără a risca viețile propriilor piloți. Apoi au apărut quadrocopterele cu care se poate juca acum orice copil. Ne aflăm în momentul în care dronele s-au specializat pe o mulțime de misiuni speciale în afară de banalul agrement.

În 2005, pe când era student, Dan Tudose venea cu o idee serioasă, cea de a folosi dronele pentru a monitoriza poluarea atmosferică cu diferite substanțe, la diferite altitudini. Experimentul său transformă nu numai modul în care privim dronele, dar a lansat și un nou mod de a monitoriza poluarea, unul mai puțin costisitor, dar și cu mult mai eficient. De altfel, Dan și-a dus ideea la un concurs internațional organizat de IEEE la Washington, la care a câștigat locul al treilea. Am stat de vorbă cu cel care între timp a devenit posesorul unui titlu de Ph.D., este co-fondatorul unei companii de succes, dar care a înțeles să își ajute vechii colegi ingineri ca lector în cadrul Universității Politehnice din București.

Te rog spune-ne pe scurt despre proiectul tău de măsurare a poluării din aer.

Am dezvoltat ideea asta de produs într-un start-up numit PollutionTrack, pe care l-am fondat alături de doi colegi de la Politehnică. Tehnologia pe care am construit-o consta dintr-un dispozitiv wearable, capabil să măsoare principalele gaze poluante (CO, CO₂, NO/NO₂ și compușii organici volatili, sau VOC), ce se conectează cu orice smartphone printr-o legătură Bluetooth Low Energy.

Aplicația care rulează pe smartphone îți permite să vezi valorile citite instantaneu de la senzori, dar și un istoric al tuturor măsurătorilor. Aplicația corelează datele de la senzori cu poziția, apoi le trimite în cloud unde le putem afișa pe o hartă a orașului. Hărțile respective devin din ce în ce mai precise pe măsură ce există date de la mai multe dispozitive și utilizatorii se deplasează cât mai mult în oraș.

Dacă sunt suficienți utilizatori ai sistemului, apare și un beneficiu secundar: hărțile pot fi accesate de oricine, nu numai de cei care cumpără și poartă dispozitivul zi de zi. Am avut succes cu ideea asta și în 2013 am câștigat un grant de cercetare de la Fundația Româno-Americană pentru a dezvolta tehnologia.

Deci nu te-ai gândit de la început la drone?

Ideea de a folosi drone a venit oarecum natural după aceea. Puteam să culegem foarte ușor date la nivelul străzii, dar voiam să vedem și cum este distribuită poluarea pe înalțime sau cum se disipă ea (dacă se disipă) în afara orașului sau în parcuri. Aveam niște zone unde nu puteam să ajungem ușor, așa că o dronă s-a dovedit a fi soluția ideală pentru problema noastră.

Cum aţi construit dronele? Cat a durat conceperea lor și ce dificultăți ați întâmpinat?

Dronele le-am construit din componente și module, majoritatea achiziționate de pe site-uri de profil din China. Particularitățile proiectului nu ne permiteau să folosim orice dronă din comerț. Ne trebuia ceva care să aibă o autonomie mare și să poată ridica de la sol echipamentele de măsurare și telemetrie.

Inițial puneam pe dronă un wearable de PollutionTrack conectat la un telefon mobil, dar, după ce am pierdut un telefon așa, am căutat o soluție mai robustă. Din momentul în care am avut toate componentele, a durat în jur de 1-2 luni pentru a construi și configura o astfel de dronă pornind de la zero. Procesul nu este dificil, cred că cel mai greu a fost să calibrăm drona să zboare corect la primele încercări.

Care au fost zonele în care ați măsurat poluarea şi care este cea mai poluată zonă măsurată?

Am măsurat cel mai mult în campusul Politehnicii ca să ne testăm platforma, dar am făcut și măsurători deasupra bulevardului Iuliu Maniu și în afara Bucureștiului, lângă autostrada București-Pitești.

Nu cred că pot să îți dau un răspuns la a doua întrebare, pentru că depinde foarte mult de trafic, condițiile meteo (efectiv cum bate vântul) și ora la care iei măsurătorile. Ca să avem un răspuns, ar trebui să organizăm zboruri cel puțin o dată pe zi care să acopere o bună parte sau întregul oraș timp de câteva luni. Abia atunci ar reieși niște trenduri clare și am putea spune că zona X este mai poluată decât zona Y.

Așadar, ar trebui să repetăm experimentul în mod regulat? Ce facem cu rezultatele?

Valoarea adevărată a sistemului vine din măsurări regulate pentru că am putea vedea efectiv cum evoluează poluarea în raport cu ceilalți factori de mediu și am putea determina sursele principale ale poluării. De asemenea, s-ar putea emite avertizări, așa cum se emit acum avertizări legate de condițiile meteo.

Ați avut evenimente deosebite în timpul experimentelor? Care a fost cel mai dificil de lucru realizat în timpul studiului?

Când eram la început, am pierdut o dronă. A fost o zi cu vânturi puternice și drona nu a putut respecta planul de zbor. Am recuperat-o în cele din urmă și am refolosit componentele pentru o dronă mai puternică, care să facă față condițiilor vitrege.

Ce credeți despre drone în general. Care ar fi alte aplicații utile ale acestora?

E o tehnologie care are aplicații extrem de utile și imediate în domenii multiple, nu numai în domeniul militar în care au căpătat notorietate în ultimii ani. Sunt folosite pentru măsurarea condițiilor meteo sau în situații de urgență: detecția incendiilor de pădure, localizarea supraviețuitorilor unui cutremur, tsunami sau a unei avalanșe (cu senzori termografici), monitorizarea stării culturilor agricole, livrarea rapidă și ieftină a coletelor, monitorizarea termică a clădirilor (pentru a detecta pe unde se pierde căldură iarna), transport de persoane (până la urmă, și un self-driving car este o dronă și mai e un pas până la o face să zboare).

Cred că domeniul este abia la început și, pe măsură ce tehnologia se maturizează, vom vedea din ce în ce mai multe aplicații ale dronelor. Vom interacționa cu ele din ce în ce mai mult, până în momentul în care vor ajunge să facă parte din infrastructura unui oraș.

Ce trebuie sa stim atunci cand cumpărăm sau cream o dronă?

În primul rând trebuie să știm care este scopul pentru care vrem s-o utilizăm. Majoritatea utilizatorilor individuali la această dată sunt hobby-iști, unii fac parte din cluburi de modelism. Trebuie neapărat să cunoască legislația în vigoare, pentru că sunt anumite reguli ce țin de siguranță ce trebuie respectate.

Dacă vrem să creăm o dronă, ne trebuie cunoștințe medii spre avansate de electronică, mecanică și programare. Este un sistem foarte complex, iar construirea uneia presupune multe ore de muncă, chiar și din partea unui inginer experimentat.

Ați comunicat rezultatele oficialităţilor? Care a fost impactul studiului?

Suntem încă în faza de cercetare și îmbunătățire a platformei de măsurare (dronele). Nu am comunicat încă cu oficialitățile. Drona este un hexacopter capabil să reziste și la vânt, iar caseta care încorporează senzorii este ceva mai mare decât un smartphone. Totul a fost controlat și programat cu ajutorul unei plăci Arduino ATMega 2560.

Având în vedere că studiul a fost realizat doar deasupra Politehnicii, acesta nu are neapărat o valoare științifică, ci mai degrabă inginerească. A dovedit că se poate face o evaluare a poluării unei zone nu numai la nivelul solului, ci la altitudini diferite. Se poate vedea mult mai clar ce se întâmplă cu noxele care se ridică și se acumulează în atmosferă la înălțimi mai mari decât cea a unor blocuri de locuit.

O singură dronă a putut fi folosită pentru a evalua o suprafață de dimensiuni modeste, dar imaginați-vă ce s-ar putea realiza cu o „flotă” de 50-100 de drone în București? Poate am ajunge în sfârșit la concluzia că ne trebuie un plan pentru decongestionarea traficului în centrul orașului, așa cum s-a întâmplat în câteva capitale europene.