Å bruke droner er både tryggere, billigere og tidsbesparende for forskerne.
- Jeg ser MASSE bruksmuligheter framover!
Det sier CEDREN-forsker Peggy Zinke (SINTEF) som nettopp arrangerte et seminar om bruk av ubemannede fly (UAV) i studier av elver. Zinke trekker blant annet fram studier av elvebunn, gyteområder og vegetasjon som bruksområder der droner er et godt egnet arbeidsverktøy. Samt planlegging og overvåkning av tiltak i regulerte strekninger.
Vellykket pilotstudie i CEDREN
Det er viktig å ha kunnskap om topografien til elvebunnen for å kunne modellere bevegelsen av vannet med såkalte hydrodynamiske modeller. Slike modeller blir blant annet brukt til å undersøke leveområdene for fisk eller konsekvenser av vannkraftreguleringer i elver.
- Vi ønsker å modellere og forstå hvordan fisk bruker habitatet, og fordi de bruker et stort spekter av habitater trenger vi data fra hele elva, forklarte NINA-forsker Richard Hedger som jobber med fiskeøkologi.
Tradisjonelt har forskerne gjort slike målinger av elvebunnen til fots i elva eller med båt. Det er tidskrevende og kan noen ganger være farlig, eller til og med umulig, på grunn av sterk strøm i elva. Hedger ser mange bruksmuligheter for droner og fjernmålinger innen økologisk fiskeforskning, alt fra å undersøke strømningsforhold, formen på elveleiet, bunnforhold og temperatur til å se på stranding hos fisk ved lav vannstand.
I en pilotstudie sammen med flere partnere, blant annet forskere fra Universitetet i Turku (Finland), testet Zinke og flere CEDREN-forskere fra SINTEF og NTNU bruk av droner for fjernmåling av elvebunn med gode resultater.
Forskerne utnyttet sammenhengen mellom vanndybde og hvor lys vannoverflaten er på flyfoto. De målte først noen vanndybder i felt for å kalibrere, før de tok flyfoto med en Microdrone som fløy 70-135 meter over bakken. Flyfotoene kunne da etterpå brukes til å modellere topografien av elvebunnen.
Nye ideer framover
- Ideen bak droneseminaret var å samle folk fra forskjellige forskningsområder, for å utvikle nye ideer på hvordan vi kan jobbe sammen, forteller Zinke.
Eksperter fra flere land deltok for å diskutere mulighetene ved bruk av droner, og en av de utenlandske gjestene som delte sin erfaring med bruk av droner på seminaret var Christian Haas. Han tok mastergraden sin i CEDREN på hvordan fiskens oppførsel og habitatvalg påvirkes av effektkjøring, og i etterkant av oppholdet i Trondheim startet han firmaet I AM HYDRO i Stuttgart sammen med en annen tidligere masterstudent i CEDREN, Philipp Thumser. De har etter hvert fått god erfaring med bruk av droner for forskning og overvåkning av elvesystemer.
I prosjektet HyDrones kombinerer de ulike optiske sensorer, som kamera, 3D-kamera, multispektrale kamera og nær infrarøde kamera med droner, og ulike teknikker for å behandle dataene etterpå. Akkurat nå arbeider de med å få til å bestemme kornstørrelsen på grus og stein på elvebunnen.
- Fjernmålingsdata vil utløse viktige fremskritt innen miljøhydraulikk framover, sa NTNU-professor Jochen Aberle, som ga forsamlingen et glimt av hva fjernmålingsdata brukes til innen hydraulikk i dag.
Fra rødstrupestørrelse til luftballonger
At bredden i både utseende og bruksområder er stor, var også tydelig etter å ha hørt SINTEF-forsker Aksel Transeth fortelle om mulighetene de ulike UAV-teknologiene byr på. De minste mikrohelikoptrene veier ikke mer en ei lita rødstrupe på 16 gram. Du har multirotorhelikoptre, såkalte «fixed wing»-droner som ligner fly, langtflyvende, soldrevne droner som QinetiQ og luftballonger. En rekke teknologier brukes for fjernmålinger, blant annet radar, LiDAR, fotokamera og nær infrarøde kamera. Det gir også mange bruksområder. Militæret og eiendomsmeglere er kanskje de som er mest kjent for bruken av droner, men Transeth nevnte en rekke andre bruksområder, fra overvåkning av rasfare til inspeksjon av kraftlinjer.
Ved NORUT i Tromsø bruker de droner til blant annet å måle utbredelsen av isdekke, telle seler, hvaler eller pingviner, og å registrere snøskuterspor på. En gang ble take off forhindret en stund av en nærgående pingvin, fortalte NORUT-forsker Stian A. Solbø.
- Fjernmåling med UAV bygger bro over gapet mellom satellittmålinger og målinger på stedet, sier NORUT-forsker Solbø.
Mulig dronesamarbeid med Romania
Under seminaret fikk vi dessuten høre om en ny type droner, Coanda-droner. Disse baserer seg på Coanda-effekten, som rumeneren Henri Marie Coanda oppdaget. Florin Nedelcut fra University of Galati, Romania, koordinerer en forskningsgruppe som arbeider med å utvikle en ny dronetype, MEDIAS, basert på Coanda-effekten.
- Disse dronene er svært energieffektive, forteller Zinke.
Nedelcut var på besøk i Trondheim for å diskutere et mulig dronesamarbeid, og det var også foranledningen for at seminaret ble arrangert.
- Dronebruk for planlegging og overvåkning av restaureringstiltak i en del av det tidligere Donau-deltaet ved Braila er for eksempel noe vi kan tenke oss å være med på, sier Zinke, og etterlater liten tvil om at det vil komme mye spennende ut av det vi nærmest kan kalle dronerevolusjonen innen forskning.
Drone som baserer seg på Coanda-effekten. Fra Florin Nedelcuts presentasjon på CEDREN-seminaret.