Unikátny dron z dielne vedcov Technickej fakulty neustále boduje
napísal Renáta Chosraviová
Na tohtoročných inovačno-technologických veľtrhoch – ITAPA Bratislava a Slovakia Tech Forum EXPO – Košice - Slovenská poľnohospodárska univerzita v Nitre prezentovala niekoľko technologických „špecialít“. Medzi nimi dron využívaný v poľnohospodárstve. Vyrobil a vyvíja ho tím mladých vedcov pod vedením doc. Ing. Vladimíra Cvikloviča, PhD., z Technickej fakulty. S jedinečným prototypom tím zaujal už na Medzinárodnom strojárskom veľtrhu 2022 v Nitre i na Celoslovenských dňoch poľa v Dolnej Krupej.
Pán docent, moderné technológie, také ako je váš dron, majú podstatný význam pre využitie v presnom poľnohospodárstve. Čím sú zaujímavé?
Všeobecne UAV (bezpilotné vzdušné prostriedky) sú v súčasnosti stále viac využívané v poľnohospodárstve po celom svete. Ide o bezpilotné zariadenie, ktoré je energeticky efektívne pre svoju nízku hmotnosť. Zvyčajne je napájané lítium-polymérovým akumulátorom z dôvodu vysokej kapacity, vysokého prúdového zaťaženia a veľmi nízkej hmotnosti v porovnaní s inými elektrochemickými princípmi. Treba však vedieť, že s lítiovými akumulátormi je podľa medzinárodných predpisov nevyhnutné zaobchádzať ako s nebezpečným materiálom. Výroba je drahá, energeticky a chemicky náročná (vysoké emisie) a prevádzka nebezpečná z dôvodu vzplanutia lítia, napríklad aj pri styku s vlhkosťou.
Let stroja je zabezpečený pomocou elektrických bezkefových motorov z dôvodu efektívnej a presnej regulácie otáčok. Tieto si však vyžadujú zložitú, výkonnú a spoľahlivú riadiacu elektroniku. Počet vrtúľ sa odlišuje v závislosti od účelu použitia. Najčastejšie sa pohybuje od 4 do 6. Smer pohybu je riadený pomocou regulácie otáčok jednotlivých motorov a výhodou oproti lietadlám je možnosť stáť na mieste. Zvyčajný čas letu nepresahuje 20 minút, bez ohľadu na veľkosť drona. Ovládanie je na diaľku, stabilizácia vo vzduchu je zabezpečená pomocou trojosích gyroskopov a akcelerometrov.
V poľnohospodárstve drony významne zjednodušujú a umožňujú lacným spôsobom monitorovať stav živín v plodinách, stav zaburinenia, identifikáciu chorôb, škodcov, v živočíšnej výrobe pohyb a následne zdravotný stav zvierat a to všetko s polohovou a časovou značkou. Uplatnenia sú nielen v monitorovaní, ale aj v aplikácii výživy rastlín, čo umožňujú koncentráty hnojív dostupných na trhu, ďalej ochrany rastlín. V našej krajine však tento systém nemá takú podporu ako v okolitých štátoch.
Aký je o aplikačné drony záujem?
V susedných krajinách je realizovaných množstvo projektov nielen v oblasti výskumu, ale aj v praktickom nasadení v reálnych podmienkach. Paradoxom je, že tam pôsobia v spolupráci s akademickým sektorom slovenské firmy pre podporu zo strany štátu. Snáď sa jej dočkáme aj u nás.
Narážajú drony na legislatívne problémy u nás či inde v Európe?
Podľa môjho názoru musí byť legislatívou vymedzený rozsah používania z dôvodu bezpečnosti. Drony sa dostali do rúk ľuďom bez akejkoľvek previerky schopnosti zodpovedne s nimi zaobchádzať. Väčšinou ide o prieskumné drony s kamerou a ich používatelia si často neuvedomujú, aké škody môžu spôsobiť na zdraví a majetku. Legislatíva vymedzuje priestor a podmienky používania dronov. Štartérom potreby legislatívy v oblasti prevádzky UAV boli futbalové zápasy v západnej Európe, kde sa nad štadiónom stretli stovky dronov. Tým som chcel povedať, že legislatíva v súčasnosti zaostáva za novými technológiami a teda ich rozumné použitie určite nenaráža na problémy.
Majú niečo spoločné poľnohospodárske drony s bezpilotnými prostriedkami pre hobby účely?
Je to rovnaká koncepcia s inou nosnosťou. Drony určené na hnojenie a postrekovanie majú vyššiu nosnosť a robustnosť. Tým sa zvyšujú nároky na akumulátor, ktorého hmotnosť je jedným z limitov dojazdu.
Na Technickej fakulte ste vytvorili dron - jedinečný funkčný prototyp na meranie koncentrácie plynov v ovzduší, ktorý bol aj ocenený druhým miestom na Medzinárodnom strojárskom veľtrhu 2022 v Nitre. Kto sa na tomto diele okrem vás podieľal?
Celé inovatívne riešenie je podložené dizertačnými prácami Ing. Patrika Kósu, PhD., a Ing. Mariána Kiševa, PhD. Mám radosť, že máme na fakulte takéto mladé osobnosti, ktoré dokážu doviesť zložitú myšlienku do konca. Patrik Kósa namodeloval, odsimuloval a v reálnych podmienkach overil prúdenie vzduchu v okolí vrtúľ, čím posunul poznatky v oblasti vedy a techniky o priečku vyššie. Popritom zostavil aj celú meraciu aparatúru. Na základe toho vyvinul prototyp výťahu pre systém snímačov. S riešením úspešne reprezentuje univerzitu na rôznych podujatiach, za to mu patrí veľké poďakovanie. Náš absolvent, Marián Kišev, vytvoril kompletný funkčný a kalibrovaný systém merania plynov na báze mikrokontrolérov s veľmi nízkou hmotnosťou a spotrebou elektrickej energie. Systém následne kalibroval a overil na certifikovanom pracovisku v praxi. Výsledkom je potvrdené svetovo unikátne zariadenie, ktoré si vo výskume a na trhu určite nájde svoje miesto.
Na snímke: Doc. Vladimír Cviklovič (vľavo), Ing. Patrik Kósa, PhD., na CDP 2022, ďalšie snímky: Slovakia Tech Forum EXPO – Košice 2022, ITAPA Bratislava 2022