TSI studentu radīta zemu izmaksu dronu sistēma ieinteresē lielu telekomunikāciju uzņēmumu  (1)

"Mūsu mērķis bija padarīt dronus pieejamākus. Mazie uzņēmumi un saimniecības bieži vien neiegulda naudu šajās tehnoloģijās, lai gan tās ievērojami atvieglotu dzīvi. Un es padomāju: droniem un mobilajiem telefoniem ir vienādi sensori, tie paši elementi. Kāpēc gan neizmantot telefonu kā drona kontrolieri, tā sensorus, kameras un sakaru sistēmu?" stāsta idejas autors, TSI studiju programmas "Robotika" ceturtā kursa students Ivans Gercevs. Šī projekta izstrādei Ivans izveidoja "DiPROGer" komandu un saņēma atbalstu no inovāciju un uzņēmējdarbības centra "iDEAHUB", kas ir izveidots TSI paspārnē¹.

Puisis uzaicināja pievienoties komandai savu māsu Viktoriju Gercevu, kura mācās Valmieras 2. vidusskolas 11. klasē. Viņai tika uzticēti administratīvie un mārketinga uzdevumi, kā arī potenciālā tirgus un attīstības virzienu izpēte. Jaunietis stāsta, ka ar prieku nodarbojas ar projektēšanu, aprēķiniem un tehnisko izstrādi, taču "humanitārie" uzdevumi nav viņa lauciņš. Komandas darbs noritēja raiti, jo brālim ar māsu bija viegli saprasties.

Ķeroties pie darba, "DiPROGer" komanda atklāja, ka viņu projekts varētu būt risinājums vairākām problēmām vienlaikus. Pirmkārt, mobilie tālruņi ļoti ātri noveco – liela daļa cilvēku maina ierīci ne vēlāk kā trīs gadus pēc iegādes. Tajā pašā laikā "vecā" ierīce joprojām ir funkcionējoša, ar jaudu gandrīz kā datoram, tajā aizvien ir daudz vērtīgu elementu. Otrkārt, bezpilota lidaparāti (BPLA) lieti noderētu daudzu mazo uzņēmumu un saimniecību darbā, taču standarta modeļi, kas nopērkami veikalos, tiem neder augstās cenas un lietošanas sarežģītības dēļ. Treškārt, pusvadītāju mikroshēmu deficīts turpinās, un viedtālruņu sastāvdaļu atkārtota izmantošana tagad ir tieši vietā.

Ivans izdomāja, kā pārvērst mobilo tālruni par drona "kodolu", izstrādāja BPLA lidmašīnas platformu, lai pārbaudītu sistēmas darbību praksē, kā arī uzrakstīja programmatūru drona kontrolei.

Kādi viedtālruņa elementi ļauj tam kļūt par bezpilota lidaparāta pamatu? Tas ir akselerometrs – sensors, kas mēra leņķisko paātrinājumu, kā arī dažādas tehnoloģijas, kas palīdz noteikt ierīces novietojumu telpā: žiroskops, gaismas sensori, magnētiskā lauka sensori, GPS. Visbeidzot, viedtālruņa kamera ir piemērota noderīgu datu vākšanai. Lai savienotu viedtālruni ar dronā iebūvēto kontrolieri, Ivans izvēlējās "Bluetooth".

"Izmantojām bezvadu savienojumu, jo sagaidām, ka cilvēki izmantos vecus telefonus. To saspraudņi ir daudz piedzīvojuši, un pat tad, kad tie vēl der uzlādēšanai, var rasties problēmas ar datu pārsūtīšanu, tāpēc savienošana ar vadu nav labākais risinājums," spriež Ivans. Tādējādi visi nepieciešamie sensori, perifērijas ierīces un kontroles programma atrodas tālrunī. To signāli tiek nodoti BPLA vadības ierīcēm, kas ir atbildīgas par pacelšanos, lidojuma virzienu un nosēšanos. Lietotne darbojas jebkurā viedtālrunī ar "Android" operētājsistēmu, bet nākotnē to varēs pielāgot arī citām operētājsistēmām.

Studenta radītais risinājums ir izveidots tā, lai drons darbojas kā autonoma sistēma. Ja vajag apsekot kādu teritoriju, lietotājs ieprogrammē lietojumprogrammā lidojuma trajektoriju, un BPLA pats lido un izpilda uzdevumu.

Projekta pilns nosaukums ir "Zemu izmaksu dronu platforma uz mobilajām ierīcēm balstītu pakalpojumu integrācijai" – platforma nav piesaistīta konkrētam lidaparāta tipam. Daudzi no mums, dzirdot vārdu "drons", iedomājas ierīci ar četriem rotoriem. Ivans izstrādāja lidmašīnas tipa bezpilota lidaparāta prototipu, lai pārbaudītu savu platformu darbībā. Šīs lidmašīnas apakšā atrodas rāmis, kurā tiek ievietots viedtālrunis ar uzstādītu lietotni. Lidojuma laikā viedtālruņa kamera ir vērsta uz leju — uz teritoriju, par kuru lietotājam ir jāievāc dati.

"Lidmašīnas taču parādījās agrāk par helikopteriem. Mēs esam vienkāršojuši savu uzdevumu: lidmašīnu ir vieglāk uzbūvēt, to ir vieglāk vadīt, tā ir stabila gaisā. Kamerai un sensoriem ir svarīga stabilitāte, un mēs izvairāmies no viena no galvenajiem multikopteru iespējamiem trūkumiem – vibrācijas. Mūsu lidaparātam nav vertikālās pacelšanās iespējas, taču tam arī nav nepieciešams skrejceļš. Tas sver maz, un bezkolektora dzinēja jauda ir pietiekama, lai palaistu lidmašīnu, vienkārši pametot to ar roku gaisā," dizaina izvēli skaidro Ivans.

"Grūtākais bija radīt kaut ko, kas neeksistē," iespaidos par izstrādes procesu dalās TSI students, "Lielākajā daļā gadījumu tehniskās problēmas kaut kā un ar kaut ko krustojas. Kādu programmas koda daļu var nokopēt. Šeit vajadzēja izdomāt risinājumu no nulles, pēc tam pārbaudīt simulācijā, pēc tam īstenot to kā fizisku objektu un nodrošināt visu perifērijas ierīču pareizu darbību, datu pārraidīšanu. Nevienam nav gatava risinājuma, kā to pareizi darīt, un līdz ar to padomu sniegt arī nav iespējams. Kā saka – pats izdomāji, pats arī tiec galā."

Ivans reizēm smēlies iedvesmu nestandarta uzdevumu risināšanai negaidītās vietās. Piemēram, radās problēma, ka nesakrita datu formāti: viedtālruņa sensori strādā ar viena formāta datiem, bet signālu pārraidīšanai uz lidmašīnas kontroles elementiem ir nepieciešami cita formāta dati. Pārdomu laikā izgudrotājs atcerējās, ka elektroniskās rotaļlietās bieži izmanto tādus pašus datu formātus kā viedtālruņos. Tas ļāva izstrādāt formulu, kas ļauj viedtālruņa sensoriem komunicēt ar drona servodzinējiem. Jaunietis atzīst, ka šādi brīži ir gan aizraujošākā, gan grūtākā procesa daļa.

"DiPROGer" dronu platforma nevar konkurēt ar dronu ražotājiem, kuriem ir lielas speciālistu komandas, kas strādā gan pie pašu ierīču, gan tiem paredzētās programmatūras izstrādes. Komanda tiecas padarīt risinājumu elastīgāku un pieejamāku. Programmatūra ir atvērtā koda (open-source), tāpēc jebkurš entuziasts var savienot "DiPROGer" sistēmu ar citām tehnoloģijām, kas radītas konkrētiem uzdevumiem. Piemēram, ir maksas programmatūras produkti, kas ļauj izmērīt lauksaimniecības laukus, taču ir arī atvērtā pirmkoda programmas šim pašam mērķim. Tos var apvienot ar "DiPROGer" platformu, lai radītu pieejamu rīku, kas palīdzēs, piemēram, lauksaimniekiem. Šāds risinājums varētu būt pieprasīts ne tikai Latvijā, bet arī daudzviet citur pasaulē, īpaši jaunattīstības valstīs, kur zemākām izmaksām ir liela nozīme.

Praksē DiPROGer platformu var izmantot dažādām noderīgām lietām. Piemēram, zemnieku saimniecībās ir nepieciešams uzmērīt laukus divreiz gadā, pavasarī un rudenī. Ivans skaidro, ka katru gadu lauki netiek apsēti vienādi. Saskaņā ar regulējumu, ja vienu gadu uz lauka tiek izaudzēts kāds kultūraugs, tad nākamajā gadā tas jāsēj ar zāli, bet kultūraugi jāsēj citā platībā. Visas šīs izmaiņas zemniekam jārēķina un jādokumentē, jo, pamatojoties uz datiem, ko saimniecība iesniedz, tiek aprēķinātas subsīdijas gan valsts, gan Eiropas Savienības lauksaimniecības atbalsta programmās. Tātad "DiPROGer" lietotnē lauksaimnieks iezīmē aptuvenus lauku robežas. Drons lido un filmē. Rezultātā lietotnē parādās dati ar ģeolokāciju un video attēlu, ko var izmantot pēcapstrādei, lai aprēķinātu precīzu lauku platību. Mērījumu rezultātus var iesniegt valsts iestādēm.

Tāpat šāds drons var noderēt būvniecības uzņēmumam, lai izveidotu projekta karti un ar būvniecības informācijas modelēšanu (BIM) saistītus datus.

"iDEAHUB" noteikumi paredz, ka izgudrojums tiek radīts ne tikai aiz mīlestības pret zinātni, bet gan kā pamats nākotnes biznesam. Tāpēc arī Ivans un Viktorija Gercevi prāto, kur vērsties un kur meklēt potenciālos interesentus – gan privātpersonas, gan uzņēmumus, kam piedāvāt savu risinājumu.

Viena biznesa modeļa iespēja ir platformas pārdošana uzreiz gala lietotājiem (B2C). Pieņemot, ka klients izmanto savu veco viedtālruni un tas nav jāiegādājas, pats lidaparāts kopā ar lietotni maksās ap 150 eiro. Cenu veido detaļu izmaksas un montāžas darbi.

Otrs variants ir strādāt pēc B2B shēmas, tas ir, pārdot risinājumu uzņēmumiem, kuri varēs to apvienot ar saviem resursiem un paši pārdot šo jauno produktu gala lietotājiem. Tagad "DiPROGer" komanda ir pārrunu procesā par sadarbību ar lielu telekomunikāciju uzņēmumu, kura pārstāvji izrādīja lielu interesi par dronu platformu. Šādas kompānijas var savienot Ivana risinājumu ar saviem sakaru tīkliem (ieskaitot 5G), ar viedtālruņu (tostarp lietoto) pārdošanu, ar mākoņkrātuves un datu apstrādes pakalpojumiem, kā arī ar lietotāju apmācību. Savukārt "DiPROGer" komanda var ātri pielāgot savu platformu dažādiem uzdevumiem, pēc kuriem būs pieprasījums no telekomunikāciju uzņēmumu klientu puses. "Dronu masveida ražošanā jebkuras tehnoloģiskas izmaiņas prasa laiku. Vispirms notiek izstrāde, pēc tam tiek izveidota piegādes ķēde un ražošana. Mūsu projekts ir saistīts ar neliela apjoma ražošanu, taču mēs varam ātri pielāgoties pārmaiņām," savas sistēmas priekšrocības uzsver Ivans.

"iDEAHUB" centrā Ivans un Viktorija saņēma atbalstu gan produkta izstrādes posmā, gan izvērtējot biznesa modeļa iespējas. Apmācībās un personīgajā darbā ar mentoriem jaunieši ieguva zināšanas par to, kā darbojas tirgus, kādi ir uzņēmējdarbības pamatprincipi un daudz ko citu. Ivanam šķiet svarīgi, ka "iDEAHUB" dalībniekus apmāca aktīvi uzņēmēji, kas savas zināšanas pārbauda praksē katru dienu: "Teoriju var izlasīt internetā, pavisam cita lieta ir klausīties pieredzējušos cilvēkus." Protams, noder arī stipendijas katram komandas dalībniekam un finansējums materiālu izmaksām.

Šobrīd Ivana komanda ar "iDEAHUB" atbalstu izstrādā jaunu projektu, par kuru pastāstīsim citā reizē. Dronu platformas projektu komanda turpina jau patstāvīgi. Šī sistēma bija starp trim labākajiem projektiem, kas tika izveidoti "iDEAHUB 2022. gada sezonā. Ideja arī izpelnījās 1000 eiro naudas balvu izstādes "Skola 2023" inovatīvo projektu konkursā.

"iDEAHUB" atgādina, ka līdz 3. aprīļa pulksten 12 ir iespēja inovāciju projektu konkursā pieteikt arī savu izgudrojumu. Kādi ir nosacījumi, to lasi, klikšķinot šeit.

--

1. "Transporta un sakaru institūta inovāciju granti studentiem" / iDEAHUB (Nr.1.1.1.3/21/A/006)