Onbemand snuffelen en speuren krijgt nieuwe dimensie

Terwijl de first responders in de hulpverlening nog volop in de opstartfase zitten met de toepassing van drones in de operationele praktijk, zijn Politieacademie en Saxion University of Applied Sciences al bezig met de volgende innovatieslag voor onbemande luchtvaartuigen. Tijdens eRIC 2022 demonstreren zij een tweetal innovatieve sensorplatforms voor drones, waarmee het meten van gevaarlijke stoffen en het opsporen van lichamen van vermiste personen sterk kan worden verbeterd. De nieuwe dronetoepassingen zijn ontwikkeld door de onderzoeksgroepen Advanced Forensic Technology en Mechatronica van Saxion en het lectoraat Technische en Specialistische Opsporing van de Politieacademie, in samenwerking met Twente Safety Campus, Space53, Veiligheidsregio Twente, het Openbaar Ministerie, Nederlandse Voedsel en Warenautoriteit (NVWA), Universiteit Wageningen, Gemeente Oldenzaal, Antea Group, ArcheoPro en Robor Electronics. Lector Jaap Knotter geeft uitleg over de nieuwe dimensie van onbemand snuffelen en speuren vanuit de lucht.

Snuffeldrone

“Een belangrijk operationeel vraagstuk voor opsporingsdiensten, zoals de brandweer kent bij grote branden of industriële incidenten is hoe nauwkeurig kan worden vastgesteld welke gevaarlijke stoffen zijn vrijgekomen, in welke concentraties en in hoeverre mensen in benedenwinds gebied daardoor gevaar lopen. Het dilemma: bij brand stijgt de rookkolom als gevolg van hittestuwing op, om vaak pas kilometers verder weer te dalen. Voor grondgebonden meetploegen is een groot deel van de rookpluim dus buiten bereik, zodat geen nauwkeurige metingen kunnen worden gedaan. Daarom hebben wij gestart, samen met experts van de brandweer, om een compacte set sensoren te ontwikkelen, die met behulp van een drone in de rookpluim kan worden gebracht en in de hele pluim metingen kan verrichten. De meetresultaten worden doorgezonden naar een grondstation, zodat de AGS en het commandoteam realtime een goed beeld krijgen van de concentraties gevaarlijke stoffen en van het bedreigde gebied.”

Het was volgens Jaap Knotter een forse uitdaging voor het ontwikkelteam om een ‘snuffeldrone’ te bouwen die aan de operationele eisen van de brandweer voldoet, maar dat is gelukt. In samenspraak met alle betrokken partners, is een top-20 samengesteld van de meest voorkomende gevaarlijke stoffen die vrijkomen bij brand. Sensoren daarvoor zijn in een compacte meet- en analyse-unit onder een standaard drone gemonteerd. Knotter: “Dankzij compacte technologie hebben we het gewicht van het sensorplatform tot een minimum van enkele honderd grammen kunnen beperken. Aanvankelijk was er in het team twijfel of metingen met een drone in een rookpluim wel effectief zijn, omdat de schadelijke stoffen door de ‘downwash’ van de rotoren mogelijk van de sensor zouden kunnen worden weggeblazen. Maar de praktijk wijst uit dat, mits de sensoren op de juiste plek worden gemonteerd, de luchtstroom van de sensoren de stoffen in de rook juist actief naar de sensor duwt. Nauwkeurige 3d modellen hebben ons hierbij geholpen. Naast de meetsensoren biedt de drone ook de mogelijkheid om in de lucht monsters te nemen en die op de grond in een geaccrediteerd laboratoriumsysteem te analyseren. Dit gaat brandweereenheden op de grond echt helpen met nauwkeuriger meetresultaten, maar is ook voor andere toepassingen geschikt.”

‘Hidden graves’

De tweede innovatieve dronetoepassing die het team van de onderzoeksgroep AFT heeft ontwikkeld, is een vliegend sensorsysteem waarmee lichamen van vermiste personen kunnen worden opgespoord; de ‘CSI-drone’. Een technologisch hoogstandje dat naar verwachting vooral forensische speurders van de politie kan helpen bij misdrijven waarbij lichamen zijn verborgen of begraven in moeilijk toegankelijke gebieden. Deze toepassing vroeg samenwerking tussen heel veel vakgebieden, die allemaal in de onderzoeksomgeving van het lectoraat AFT zijn vertegenwoordigd, zoals forensische expertise, archeologie, biologie, luchtvaart- en techniekkennis, juridische kennis en wensen en eisen van de eindgebruikers. Jaap Knotter: “We werden bij dit project geïnspireerd door de vermissing van Anne Faber, waarbij het lang duurde voordat haar lichaam in een afgelegen natuurgebied werd gevonden. Wij hebben een set gevoelige sensoren gecombineerd op een drone waarmee we sporen en verstoringen in het landschap kunnen waarnemen. Een bijzonder component is een hyperspectrale camera, waarmee we vanuit de lucht aan de celstructuur van planten kunnen zien of er mogelijk een stoffelijk overschot in de grond ligt. Ook heel bijzonder is een grondradar die we in de drone hebben geïntegreerd. Daarmee kunnen we verstoringen in het bodemprofiel zien en ook objecten die zich onder de grond bevinden. Deze combinatie is een unicum; op dit moment zijn we wereldwijd een van weinige partijen die beschikt over een grondradar die luchtmobiel op een drone wordt gebruikt.”

Jaap Knotter: “We werden bij dit project geïnspireerd door de vermissing van Anne Faber, waarbij het lang duurde voordat haar lichaam in een afgelegen natuurgebied werd gevonden. Wij hebben een set gevoelige sensoren gecombineerd op een drone waarmee we sporen en verstoringen in het landschap kunnen waarnemen. Een bijzonder component is een hyperspectrale camera, waarmee we vanuit de lucht aan de celstructuur van planten kunnen zien of er mogelijk een stoffelijk overschot in de grond ligt. Ook heel bijzonder is een grondradar die we in de drone hebben geïntegreerd. Daarmee kunnen we verstoringen in het bodemprofiel zien en ook objecten die zich onder de grond bevinden. Deze combinatie is een unicum; op dit moment zijn we wereldwijd een van weinige partijen die beschikt over een grondradar die luchtmobiel op een drone wordt gebruikt.”

Praktijkdemo tijdens eRIC

De snuffeldrone voor de brandweer heeft inmiddels zijn praktijkpilot op de Twente Safety Campus gehad, waarbij samen met experts uit het werkveld twee testscenario’s met gevaarlijke stoffen zijn uitgevoerd. Aan de bouw van de hidden graves drone wordt nog volop gewerkt. Jaap Knotter verzekert dat beide drones operationeel zullen zijn tijdens de eRIC vakbeurs en voor de vakbezoekers uit het veiligheidsdomein in de praktijk gedemonstreerd kunnen worden. eRIC 2022 kan volgens Knotter als een brug fungeren voor de transitie van de nieuwe droneconcepten vanuit de experimentele fase naar commerciële productie. “Daarvoor is het belangrijk dat de potentiële gebruikers in het veiligheidsdomein een goed beeld krijgen van hoe deze dronetoepassingen hen in hun operationele praktijk kunnen ondersteunen. Die kans biedt eRIC 2022.”