, flight.jpg)
Deze UvA’ers zijn voor hun onderzoek ook piloten
De UvA is sinds kort in het bezit van een certificaat dat wetenschappers in staat stelt om op veel meer plekken dan voorheen drones los te laten. En die drones mogen ook een stukje zwaarder bepakt zijn, waardoor er best wat apparatuur aan zo’n vliegmachientje mag hangen. Goed nieuws, maar waar gebruiken UvA-onderzoekers drones eigenlijk voor? Folia zocht het uit.
, flight.jpg)
Jitte Waagen, archeoloog en coördinator van het 4D Research Lab, vroeg het zogeheten RPAS Operator Certificate (ROC) voor de UvA aan. ‘Normaal is een aanzienlijk deel van het luchtruim niet toegankelijk voor drones,’ legt hij uit. ‘Het Nederlandse luchtruim is namelijk verticaal en horizontaal verdeeld in lagen. Daar gelden allerlei regels voor de veiligheid. Een van die regels is dat je drones niet boven of nabij luchthavens, mensenmassa’s en de bebouwde kom mag laten vliegen.’
Leuk speelgoed die drones, maar wat de meeste mensen niet beseffen is dat je wel een vliegbewijs moet hebben. En dat haal je niet zomaar, volgens Jitte Waagen en Serge Wich. ‘Met een consumentendrone, zoals de Phantom-drone, is het wel kinderspel om te vliegen,’ vindt Waagen. ‘Dat komt doordat zulke drones allemaal technologie aan boord hebben die je helpen vliegen, waaronder een boordcomputer die de drone rechthoudt. Tijdens het pilotenexamen vlieg je niet met zo’n drone; je krijgt er eentje waarbij alle hulpmiddelen zijn uitgeschakeld. Dat klinkt misschien veeleisend, maar je moet weten wat er gebeurt als er iets fout gaat in de lucht. Je moet de drone dan weer veilig aan de grond krijgen, ook als bepaalde onderdelen wegvallen.’
Met het ROC mogen UvA-piloten drones wel loslaten boven bebouwde gebieden of in de buitenste ring van een luchthavengebied. ‘Maar als je drones wilt laten vliegen in de buitenste ring van Schiphol waar ook bebouwde kom zit, zoals in Amsterdam, dan hebben we hier nog geen toestemming voor.’
Zwaarder bepakte drones
UvA’ers kunnen door het nieuwe certificaat ook met zwaardere drones vliegen. Waagen is daar heel blij mee. ‘We kunnen nu warmtebeeldcamera’s onder een drone hangen; dat is handig voor archeologisch onderzoek. Met thermische camera’s kunnen we namelijk archeologische sporen vinden die verstopt liggen onder de grond. Door de infraroodstraling die de camera’s registreren kunnen we objecten onderscheiden omdat die langer warmte vasthouden.’
(Hieronder een video van droneonderzoek in Turkije en Westerbork. Lees verder onder de video.)
‘In Westerbork proberen we bijvoorbeeld te bekijken hoe de barakken van het kamp in de Tweede Wereldoorlog echt lagen. De kunstmatige verhogingen die daar nu zijn en aangeven hoe de barakken hebben gestaan zijn niet echt op historische gegevens gebaseerd.’
Vliegende 3D-scanner
Camera’s onder een drone zijn sowieso een toevoeging voor onderzoek, zegt Waagen. ‘Als je een camera onder een drone hangt, krijg je een vliegende 3D-scanner. Zo kun je heel minutieuze hoogteverschillen meten die niet altijd met het blote oog te zien zijn.’
En geesteswetenschappers kunnen een vliegende 3D-scanner gebruiken om heel gedetailleerde 3D-modellen van cultureel erfgoed te maken. Zo heeft het 4D Research Lab drones laten vliegen in de beeldentuin van het Kröller-Müller Museum, boven de Jardin d’émail voor het ondersteunen van de restauratiewerkzaamheden.
Op zoek naar nesten
Serge Wich – tot voor kort bijzonder hoogleraar Conservation of the Great Apes maar nu gastmedewerker aan de UvA – gebruikt drones voor iets heel anders dan archeologisch onderzoek. Hij deed onderzoek naar de leefomgeving van orang-oetans in Indonesië. ‘Met drones kun je foto’s met een hoge resolutie maken. Hierdoor kon ik samen met collega’s bestuderen in welke bossen orang-oetans zitten en ongeveer met hoeveel ze op een bepaalde plek verblijven. De apen maken platformen om in te slapen, een soort nesten. Aan de hand van het aantal nesten kun je na een tijdje vaststellen of het aantal orang-oetans toeneemt of afneemt.’
Ook kun je met drones bekijken hoeveel koolstof er in een bos zit. Dat kan aan de hand van die vliegende 3D-scanner die Waagen eerder noemde. Wich: ‘Je kunt lasers gebruiken, maar zo’n systeem met lasers zoals het Lidar-systeem is duur. Met behulp van een camera die onder een drone hangt kun je de dikte van de boomstammen in het bos meten en zo de hoeveelheid koolstof bepalen.’
(Hieronder een video met dronebeelden van het orang-oetansonderzoek. Lees verder onder de video.)
‘Als deze methode werkt – onderzoeksgroepen zitten nog in de testfase – kunnen lokale gemeenschappen op deze manier een bos in de gaten te houden.’ En misschien kunnen ze niet alleen het bos zelf bewaken, maar eveneens het leven in het bos. Met drones kun je namelijk makkelijker opsporen of in bepaalde gebieden jagers illegaal actief zijn, vertelt Wich. ‘Met een warmtecamera onder de drone kun je mensen vinden die zich verschuilen onder een bladerdek. Het maakt daarbij wel uit op welk tijdstip je gaat vliegen. In de ochtend heb je de meeste kans om mensen te vinden, omdat bomen dan nog niet zo zijn opgewarmd. Daardoor kan een warmtecamera eerder mensen opmerken.’
(Hieronder een video van een drone met warmtecamera die mensen probeert te onderscheiden. Lees verder onder de video.)
Waterplanten in kaart brengen
Aquatisch bioloog Harm van der Geest laat weten dat drones ook zeer geschikt zijn voor onderzoek in meren. Een masterstudent die aan een project van hem meewerkte, Jos Koopman, heeft bijvoorbeeld met behulp van drones de waterplanten in het Markermeer in kaart gebracht. Daarvoor kreeg hij assistentie van UvA-dronevlieger Thijs de Boer.
Van der Geest: ‘In het Markermeer groeien sinds een aantal jaren grote velden met fonteinkruid. Gezien de grote oppervlakte en het feit dat ze onder water groeien is het erg moeilijk om een goed beeld te krijgen waar ze groeien, en hoeveel er groeit. Vanuit de lucht waren we in staat om dit voor een groot gebied te doen.
Door de dronebeelden te combineren met onderwatertellingen van snorkelaars hebben we kunnen berekenen wat de planten bijdragen aan de productiviteit van het hele ecosysteem.’
UvA-wetenschappers doen niet alleen onderzoek met drones, maar bestuderen de drones zelf ook. Computerwetenschapper Toto van Inge – die nu net met pensioen is – onderzocht bijvoorbeeld ‘het complexe gedrag van meerdere drones tezamen, ofwel het gedrag van zwermen’. Daarbij moet je onder meer denken aan onderzoek naar ‘wat de optimale communicatie tussen de leden van zulke zwermen is.’
Een ander voorbeeld van onderzoek naar drones is een eindpresentatie van UvA-studenten twee jaar geleden. Die presentatie bestond uit een wedstrijdje drone-racen. De studenten bestuurden de drones niet met een controller, zoals je misschien zult denken, maar via hersengolven.
Eerste fase van droneonderzoek
Het droneonderzoek staat nog wel echt in de kinderschoenen. Veel droneonderzoek zit nog in de testfase, omdat het nog niet helemaal duidelijk is wat de beste omstandigheden zijn om te vliegen. Dat geldt bijvoorbeeld voor onderzoek dat warmtecamera’s gebruikt. Op bepaalde momenten op de dag kun je beter met zo’n camera verschillen meten. Maar welke momenten dat zijn, is nog niet duidelijk.
Verder verzamelen wetenschappers met drones in korte tijd heel veel beelden. Die moet je allemaal bekijken en dat kost veel tijd, vertellen Waagen en Wich. Wich: ‘Uiteindelijk wil je dat die data-analyse automatisch via een computer verloopt.’ En daar zijn verschillende onderzoeksgroepen over de wereld nu mee bezig.
