Naar de content

De vergeten bestuurders van drones

NLR

Wie denkt dat piloten geen rol meer spelen bij drones, komt bedrogen uit. De rol van de operators en piloten bij de onbemande luchtvaart wordt ernstig onderbelicht. Terwijl hun bijdrage cruciaal is voor het succes en de veiligheid van een missie. Kennislink vliegt met een onbemand vliegtuigje bij het Nationaal Lucht- en Ruimtevaartlaboratorium, waar operators worden opgeleid.

Een test van het NLR met een drone met meerdere propellers.

NLR

Ze zweven vliegensvlug over de hoge vlammen op zoek naar mogelijke slachtoffers. Daar in de verte zien ze iemand staan. Het vuur komt angstaanjagend dichtbij. Snel lichten de vliegtuigjes brandweermannen in, waarna ze meehelpen om de brand te blussen en een gerichte reddingsoperatie op touw te zetten.

Een staaltje razendknappe techniek, nietwaar? Maar dat niet alleen. Als dit scenario in de toekomst waarheid wordt, is het niet alleen technisch indrukwekkend. “Ook vanwege de besturing, en daarbij spelen mensen een belangrijke rol. Vaak worden zij echter vergeten”, zegt Gerald Poppinga onderzoeksmanager van het Nationaal Lucht- en Ruimtevaartlaboratorium (NLR). Een blik op de ongelukken met onbemande vliegtuigen van de afgelopen tijd, geeft hem gelijk. Eind vorig jaar raakten bijvoorbeeld twee Amerikaanse matrozen gewond toen een drone neerstortte op een marineschip. Betere opleiding sluit ongevallen niet uit, maar kan zeker geen kwaad.

Piloot of operator?

Beide benamingen worden gebruikt voor bestuurder van drones. Officieel heet iemand die een onbemand vliegtuig bestuurt voor defensie een operator. Buiten defensie wordt een bestuurder piloot genoemd. Omdat dit tot verwarring leidt met de gangbare aanduiding voor piloten van bemande vliegtuigen, houdt dit artikel de benaming operator aan voor zowel operators als piloten van drones.

Spelcomputer

Het technisch vernuft, wordt meestal bestuurd door piloten of operators. Zij bepalen mede waar de drones heen gaan en interpreteren hun beelden en boodschappen. Bij het NLR weten ze daar alles van. In hun hoofdkantoor aan de rand van Amsterdam, toepasselijk gelegen aan de Anthony Fokkerweg, doen ze onderzoek naar drones en leiden ze operators en piloten op.

Eén ruimte van het omvangrijke gebouwencomplex is volledig gereserveerd voor drones. Daar staan kasten en tafels vol met de onbemande vliegtuigjes. Direct wordt duidelijk dat er grote verschillen zijn. Ze gaan van groot tot klein. De een heeft vleugels, de ander juist weer heel veel propellers.

“Hoe ze er uitzien, propellers of vaste vleugels hebben, heeft grote invloed op de besturing”, zegt projectengineer Joost Vreeken (NLR). Neem een drone met twee vleugels, die lijkt op een normaal vliegtuig. Die kan prima op afstand bestuurd worden met een soort stuurknuppel. Maar voor een onbemande heli- of multicopter (met meerdere rotors) is dat weer niet handig. Die moet bijvoorbeeld heel precies, net als een helikopter, verticaal kunnen landen. Een knop om vooruit, zijwaarts en omhoog en naar beneden te gaan, maar ook om de voorkant van de drone in een andere richting te draaien is daarbij handig. Het ligt voor de hand zo’n drone te besturen met een controller die lijkt op die van de spelcomputers Xbox en Playstation.

Hoe besturen piloten en operators het beste drones? Het kan op vele manieren. Bijvoorbeeld via een kaart.

NLR

Neerstorten

Om te laten zien hoe lastig het is om zo’n drone met zes propellers te besturen, mag ik er een besturen. Met een controller die lijkt op die van een spelcomputer, moet ik het vliegtuigje op een huisje op een grasveld laten landen. Opstijgen is eenvoudig. Ik hoef alleen maar omhoog te duwen. “Zie je dat rode streepje, dat is de voorkant”, legt Poppinga uit. Als ik dus op vooruit druk gaat dat deel naar voren. Ik draai de drone, zodat het rode streepje richting de schuur staat. Maar ik ga te snel en schiet er voorbij. Inmiddels is het onbemande vliegtuig ver weg gevlogen. Ik tuur om te ontdekken waar het rode streepje is. Wat is voor, wat is achter?

Na drie pogingen op het schuurtje te komen, stort de drone neer in het gras. Gelukkig is het maar een simulatie en komt het ding terecht op virtueel gras. “Het duurt even voordat je precies weet hoe het werkt. Je moet er handigheid in krijgen”, aldus Poppinga. “Het is vooral lastig, wanneer de drone ver weg is en je niet meer weet wat de voorkant is.”

Uiteraard zijn er nog veel meer mogelijkheden. Poppinga geeft een tablet aan die verbonden is met een drone met vier propellers. “Door de tablet te kantelen, bestuur je het vliegtuigje.” Dat gaat een stuk eenvoudiger. Ik slalom met de quadcopter langs de kasten. Vervolgens toont hij op de tablet een kaart, een zogeheten aerial view. “Hierop geef ik aan, waar ik wil dat de drone autmatisch heen vliegt. Dat kan namelijk ook. Stel dat ik een boer ben en ik wil dat alleen bepaalde delen van mijn land besproeid worden? Dan geef ik dat op deze manier aan. De boer is dan meer toezichthouder van de vlucht en controleert of alles goed gaat, dan bestuurder. Via een ingebouwde camera en GPS controleert hij waar het vliegtuigje is.”

NLR

Vanaf 2009 biedt NLR een basistraining aan voor vliegers. Het is geschikt voor iedereen die drones bestuurt. Van een boer die met de onbemande vliegtuigjes bepaalt of zijn land besproeid moet worden tot de brandweerman die er het vuur mee wil lokaliseren. De NLR traint onder meer piloten en operators van de overheid, maar ze doen ook veel onderzoek naar drones en kijken zowel naar de techniek als de besturingssystemen. Vanaf 2013 zijn professionele bestuurders van drones verplicht om een training te volgen. Per keer volgen maximaal 12 personen de driedaagse training van NLR. Na ongeveer een maand keren ze terug en doen ze vliegexamen bij een simulator. In totaal leidt NLR jaarlijks bijna honderd operators op.

Drones zijn er in allerlei soorten en maten. Van groot tot klein, met vaste vleugels of propellers, zoals hier te zien bij het NLR.

Wildgroei

Des te meer mogelijkheden en varianten de revue passeren, hoe duidelijker wordt dat er momenteel een wildgroei is. Er zijn verschillende soorten drones, meerdere manieren van besturen met veranderende interfaces. Wat de beste manier van besturen is, hangt af van de situatie, het doel en de voorkeur van de operator. Maar het onderzoek daarnaar staat nog in de kinderschoenen.

Dat het door deze wildgroei geen overbodige luxe is om operators te trainen, moge duidelijk zijn. Maar opmerkelijk genoeg speelt hoe je het beste een drone kan besturen, niet zo’n grote rol bij de opleiding van het NLR. Van de drie dagen opleiding, oefenen toekomstige operators een halve dag het vliegen. Voor de rest leren docenten hen vooral de theorie. Hoe zit de luchtvaartwetgeving in elkaar, welke verschillende operationele klassen zijn er in het luchtverkeer, wat zijn de voorrangsregels, wat mag wel en niet en waarom vliegt een toestel überhaupt?

Een Drone besturen met een controller.

NLR

De fabrikanten van de drones bieden vervolgens zelf cursussen aan hoe een drone te besturen. Vanwege de grote variatie aan drones is dat niet zo verbazingwekkend. Wel opmerkelijk is dat er vanuit de overheid geen eisen zijn voor een praktijktraining en wel voor de theorie.

Natuurlijk zit in de opleiding van NLR ook veel noodzakelijke informatie voor in de praktijk. “We leren onze studenten de limieten kennen, aflezen hoeveel brandstof er nog is en welke uitwijkroutes er zijn onder verschillende omstandigheden. Stel dat het slecht weer is, en de drone is ver weg en de batterij is vrijwel leeg? Wij tonen ze wat te doen. Of wat te doen als de GPS uitvalt?”, zegt trainingsspecialist Michiel de Leeuw (NLR).

Luchtvaarthart

De opleiding van de drones verandert voortdurend. “De regelgeving wordt regelmatig aangepast”, zegt De Leeuw. Ook het onderzoek naar manieren van besturen gaat ondertussen door. “Dat maakt dit werkveld zo interessant. Gaat een vlieger te werk als een gamer of als een echte piloot? En hoe ga je om met iemand die een half uur lang toekijkt en dan plots moet ingrijpen? Kan je dan zo snel wel de vluchtparameters overnemen net als dat je gewoon vliegt. Of zit iemand met de handen over elkaar? Dat is lastig te bedenken. Wij doen daar nu tests mee.”

NLR

Aan de TU Delft werken ze bijvoorbeeld met een automatisch systeem, waarbij de vliegtuigjes in een zwerm vliegen en informatie verzamelen. Ze volgen dan bijvoorbeeld een leider. Of ze stoten elkaar af en trekken elkaar aan op plekken waar juist al veel of nog weinig informatie over is. Dat is handig bij een boer die in kaart wil brengen welk deel van zijn land besproeid moet worden, maar ook voor de politie die een mensenmassa in de gaten houdt. Als operators moeten ingrijpen, hoe gaat dat dan? En met welke vorm van besturing?

Tegelijkertijd kijken onderzoekers ook naar nieuwe besturingsconcepten, die mogelijk in de toekomst belangrijk worden. Bijvoorbeeld het gelijktijdig bedienen van meerdere toestellen op afstand, door twee vliegers. De een bestuurt dan de drone en de ander leest de data af. Poppinga: “wat wil je dat mensen wel en niet aan informatie krijgen? Mogen ze beide in en uitzoomen met de camera? Dienen ze allebei met behulp van routekaarten te vliegen en terreinen te herkennen? Of zien ze juist verschillende perspectieven? Wij zijn mensen met een luchtvaarthart en vinden dit een heel spannende ontwikkeling.”

ReactiesReageer