Segons l’ONU, el 2050, prop de 2.500 milions de persones formaran part de la població urbana i tots sabem que la infraestructura actual d’habitatge i transport és inadequada i no ajudarà a satisfer les necessitats del creixent nombre de persones. Per fer-ho, hem d’expandir les nostres ciutats de forma ràpida i econòmica. A més, per combatre el problema del transport, cal desviar el nostre focus cap a la mobilitat aèria urbana que ajudarà a les ciutats a créixer lateralment.
Qui sap, en els propers dies, ens trobarem despertant-nos entre verds arbres i pits, a desenes de quilòmetres dels densos centres de la ciutat. El futur ens té molt a punt. A més, es lliuren esmorzars, queviures, etc. amb dron, podreu volar a la feina i no us quedareu atrapats en un embús.
La startup basada a Chennai, anomenada ePlane, és pionera en mobilitat aèria. Amb Ek Hanz, un vehicle aeri elèctric compacte totalment autònom que pot enlairar-se des de qualsevol lloc i que es pot utilitzar per lliurar articles, l’empresa segurament portarà una revolució en la mobilitat aèria.
El senyor Satyanarayanan Chakravarthy, cofundador de l’empresa ePlane, va compartir amb nosaltres els detalls de la startup, l’equip, els objectius futurs i molt més. Chakravarthy és professor d’Enginyeria Aeroespacial a l’Indian Institute of Technology Madras i s’especialitza en la propulsió d’avions i coets. Llicenciat en Enginyeria Aeroespacial per l'IIT de Madras i Màster en Ciències en Enginyeria Aeroespacial (1992) i Doctor en Filosofia (1995) pel Georgia Institute of Technology, Atlanta, GA, EUA.
No només això, ha estat un mestre apassionat durant més d'un parell de dècades a l'IIT Madras i un investigador en combustió, diagnòstic làser, etc. la seva atenció a la propulsió d'avions elèctrics darrerament. Li apassiona treballar amb la indústria per resoldre problemes del món real i desenvolupar productes per a l'impacte social. Seguiu llegint per saber què té de dir sobre ePlane, Ek Hanz i molt més.
P. ePlane treballa en vehicles aèrics elèctrics híbrids autònoms, com va començar tot i quins plans teniu?
Al nostre voltant s’estan produint molts canvis ràpids en els espais d’energia i mobilitat. L’energia tèrmica s’està substituint ràpidament per les renovables i els vehicles elèctrics substitueixen ràpidament els vehicles de combustió.
Com a enginyer aeroespacial de formació bàsica i amb la propulsió com a especialització, em vaig preguntar si no vull mirar la propulsió elèctrica per a avions en aquest moment, què faria més? Deixeu anar el passat, per gloriós que sigui i abraça el futur, per incert que sigui, és el mantra. Aquesta és la motivació que em va portar a fundar l'empresa ePlane. No només això, de fet, durant el darrer any, sóc el primer que he conegut a oferir un curs complet de propulsió d’avions elèctrics durant un semestre, dues vegades durant els dos semestres, i he aconseguit que els professors enregistressin per segona vegada, es penjarà a YouTube després de les modificacions.
L’objectiu d’ePlane és permetre la mobilitat ràpida de persones a distàncies curtes i intermèdies dins i al voltant de les ciutats en el futur mitjançant l’aviació elèctrica. Tenim els ulls posats a fabricar un avió elèctric VTOL autònom de dues places per a serveis de taxi aeri dins de la ciutat. Al meu entendre, això és raonablement possible principalment amb vehicles aeris híbrids: híbrids no com en la propulsió per combustió i elèctrics, sinó en el sentit d’una combinació de VTOL amb ales fixes, és a dir, enlairar-se com un dron però volar endavant com un avió. Hauria de ser totalment elèctric per fer-ho senzill i relativament barat si volem omplir el cel d’aerotaxis per als desplaçaments diaris de la gent.
P. Digueu-nos com ePlane va començar a començar? Com van ajudar NCCRD i IITM?
ePlane va sortir del terreny primer en les nostres ments! Totes aquestes decisions crucials: per què hauria de ser totalment elèctrica, per què no la propulsió híbrida entre elèctric i el motor de combustió, és només una moda o un fetitxe anar totalment elèctric per semblar irònic provinent d’un expert en combustió? sentit tecnoeconòmic (això és molta recerca de l’ànima!), per què ha de ser un VTOL, per què ha de ser un híbrid d’ala fixa VTOL, per què un biplaza, per què autònom, què seria un un preu adequat per al mercat indi, etc. Cadascun d'aquests va haver de ser ideat i debatut, i es van haver d'evolucionar respostes genuïnes per a nosaltres mateixos, en lloc de mirar només el que fan els altres. Perquè som molt conscients del mercat indi i de la situació de mobilitat urbana en què ens trobem.
L’Índia es troba particularment en un lloc dolent per adoptar eVTOLs per a la mobilitat aèria urbana (UAM) a diferència de la Xina, que al meu entendre sembla haver arribat al seu punt lleugerament massa aviat abans de les transformacions de la mobilitat. es podria obviar amb la nova tecnologia. He encunyat un terme per a "infraestructura". La situació de les nacions avançades és similar, ja que totes les autopistes i els passos elevats ja estan al seu lloc; el seu punt de dolor de mobilitat per persona no és tan dolorós com a l'Índia. Per a l'Índia avui en dia, UAM sembla ser un "imprescindible", no un "agradable tenir", a diferència d'altres llocs. I, tot i ser un mercat extremadament sensible als costos, hem de posar-hi el millor, de manera que hi ha moltes coses sobre l'ePlane en configurar-lo bé.
NCCRD s’ha convertit ràpidament en una caldera d’iniciatives i projectes de tecnologia ultra profunda, molts dels quals formo part orgullosament, com Agnikul, Aerostrovilos, X2fuels, Tan90, hyperloop, space gun, etc., que dinamitza sinèrgicament ePlane amb el seu espai i instal·lacions. Estem incubats a la cel·la d’incubació IITM, que obre molta exposició als grups d'interès externs i als mentors tècnics i empresarials. El propi IITM és el rusc d’un ecosistema d’emprenedoria, amb CFI, Nirmaan, E-Cell, GDC, etc., a més de NCCRD.
Q. Ek-Hanz és el primer vehicle aeri híbrid de la companyia. Quines són les especificacions tècniques i les característiques d'aquest AAV?
L’Ek-Hanz forma part d’un procés de desenvolupament de vehicles en tres etapes que comprèn Ek-Hanz, Do-Hanz i l’ePlane, l’últim dels quals és el nostre objectiu final per als propers anys, transportar persones pel cel de la ciutat. L’enfocament consisteix en desenvolupar tecnologia que es pugui provar a escales més petites, que puguin trobar casos d’ús comercials. L’Ek-Hanz és un petit HAV capaç d’elevar fins a 6 kg, però pot arribar fins als 100 km amb una càrrega útil de 2 kg en una sola càrrega de la bateria. Es troba dins de la categoria “petita” dels UAV i la seva altitud de vol està restringida a 120 m per la normativa d’aviació civil. És totalment autònom en el sentit, pot navegar-se amb punts de ruta i detectar i evitar obstacles al llarg del seu curs.
P. Hi ha molts vehicles elèctrics autònoms de gran pes , en què es diferencia el vostre producte Ek-Hanz d'aquests?
L’Ek-Hanz s’ha configurat per fer front al sant grial dels HAV, és a dir, els rotors verticals destinats a VTOL són un pes mort durant el vol cap endavant, mentre que l’ala destinada a produir elevació aerodinàmica durant el vol cap endavant és un pes mort durant el VTOL. L'Ek-Hanz no és una mera bufetada d'un copter sobre un pla d'ala fixa, sinó que intenta combinar-los en una configuració aerodinàmica on els rotors ajudarien l'ala a una generació addicional d'elevació de forma sinèrgica, i l'ala ajudaria els rotors durant les fases de pujada i baixada. Aquests dos aspectes permeten un abast ampli per a l'Ek-Hanz en comparació amb una simple juxtaposició dels rotors verticals i les ales juntes.
P. Com que és un vehicle aeri autònom complet, com traça Ek Hanz el món real? Quins sensors i maquinari condueixen el vostre vehicle?
Hem d’entendre que l’Ek-Hanz és més difícil per a la instal·lació de sensors en comparació amb els avions més grans, a causa de les restriccions de pes estrictes i dels petits béns immobles disponibles. Com a tal, tenim una combinació de diversos lidars 1D que apunten a diferents direccions com a sensors de proximitat per estimar la distància des de qualsevol obstacle, així com càmeres per desxifrar el factor de forma de l’obstacle. La informació sobre el factor de forma de l’obstacle es combina amb les estimacions de distància i es tradueix en núvols de punts que els controls haurien de fer volar l’avió. Una combinació de lidars de baixa freqüència de llarg abast i d’alta freqüència de curt abast s’utilitza per evitar dinàmics d’obstacles, així com per evitar obstacles estàtics. Altres alternatives comEls lidars 2D i les càmeres estereoscòpiques són massa pesades o tenen un abast / resolució més deficient per a les velocitats implicades i els temps de resposta requerits, però aquesta és una àrea emergent, de manera que estem oberts a millorar el paquet de vol autònom reconfigurant-lo com a especificacions dels components millorar.
P. Es diu que el Drone utilitza algoritmes d'aprenentatge automàtic per al vol autònom, com funciona això i fins a quin punt estem de completar vols autònoms?
L’aprenentatge automàtic depèn de la disponibilitat de conjunts de dades d’ aprenentatge. Tot i que hem desenvolupat simulacions de navegació de waypoints amb evitació d’obstacles en un entorn de vol típic, aquestes són insuficients perquè el ML evolutiu es pugui desplegar en vols realistes. Estem en procés de proves de vol i recopilem moltes dades de vol per desenvolupar conjunts de dades d’aprenentatge. Després es pot adoptar el ML en els entorns de simulació abans d’arribar a un sistema de vol. Encara s’ha de veure si es poden desenvolupar estàndards de certificació per a aquest propòsit, de manera que trigarà un any o més tard a desenvolupar el sentit de la seva total adopció. Un aspecte específic que podria tenir acceptació és un aterratge basat en la visió per computador en un punt concret amb marques com les dels heliports. L’aprenentatge automàtic no és obligatori per als vols autònoms per se, inclosa l’evitació d’obstacles,però seria una característica "bo tenir", de manera que no s'haurien de barrejar els dos.
P. Ek Hanz utilitza un disseny patentat d’eficiència energètica per aconseguir vol de llarga distància amb una càrrega útil elevada. Expliqueu-nos més informació sobre el disseny.
El disseny d’eficiència energètica es basa en veure els rotors d’ala fixa i verticals com una sola entitat en un entorn aerodinàmic en lloc d’una mera juxtaposició dels dos amb els seus camps de flux independents. Així, doncs, s’ha tingut en compte la qüestió de com afecta el camp de flux sobre una sobre l’altra per augmentar l’elevació produïda i disminuir l’arrossegament incorregut per la combinació en comparació amb les dues unitats que actuen de forma independent. Fonamentalment, la majoria dels altres avions no operen els rotors verticals durant un vol cap endavant per estalviar en el consum d’energia, però un nivell òptim de funcionament comporta un estalvi d’energia addicional. Els rotors es poden utilitzar per a un control addicional contra les ràfegues i ajustos més fins, cosa que també ofereix redundància en els controls.
P. La vostra empresa es va situar entre els deu primers finalistes de Qualcomm Design, India Challenge. Comparteix les teves experiències.
La sortida de Qualcomm ha suposat un gran impuls per a eplane com a validació. A més, hem tingut l’oportunitat d’explorar la seva pila de vols, càmeres intel·ligents i altres productes per al nostre ús. Hem integrat una combinació de maquinari i programari escrit per integrar-los, cosa que podria conduir a la presentació de patents. El viatge QDIC ha estat emocionant, amb tallers realitzats per ells en diferents llocs per a la cohort de la qual formem part. També esperem amb interès l’oportunitat que els propis Qualcomm ens obriran amb els inversors. El seu llançament de la cohort a l'oficina de Startup India amb l'agost presència del secretari del Ministeri d'Electrònica i Tecnologies de la Informació ens va proporcionar una visibilitat molt bona. Els enginyers i gerents de Qualcomm del programa Design Innovation Challenge han estat molt agradables de treballar. Definitivament, és un programa,Animo a moltes startups de maquinari de tecnologia profunda a considerar-les.
P. Com veieu el mercat de l'AAV a l'Índia? Quines creus que són les possibles aplicacions d'Ek Hanz?
Com que l’Índia es desenvolupa ràpidament, hi ha una urbanització desenfrenada. Com que el desenvolupament d’infraestructures és difícil de seguir el ritme d’aquesta tendència, la gent clama per mantenir-se agrupats allà on es concentren les comoditats, de manera que resulta una enorme congestió de trànsit. En conseqüència, la gent vol quedar-se a casa i deixar que les coses arribin a les seves comandes en línia. Només el negoci de repartiment d’aliments ha crescut un 300% en els darrers anys. Això no té parangó en cap lloc. Aquí és on l’Ek Hanz serà el més útil. El negoci de comerç electrònic al detall no requereix AAV per al lliurament de l’últim quilòmetre, però podria ser testimoni de l’ús a mig quilòmetre, és a dir, des de les divendres fins als centres de compliment. Per a això, un AAV amb capacitat de càrrega útil més gran, és a dir, el nostre Do Hanz, el següent vehicle més gran seria molt adequat. Finalment, tot i que el moviment de mercaderies és un mercat més gran que el de les persones,són les persones que realment importen, de manera que el nostre objectiu final seria l’ePlane que permeti la mobilitat aèria urbana mitjançant taxis aeris. I, no cal dir-ho, podria transportar grans càrregues a tota la ciutat per a empreses de logística també. Preveixo que, a llarg termini, en què normalment ens centrem, els nostres vehicles aeris permetrien finalment que les ciutats descongestionades i els serveis de difusió estiguessin disponibles fàcilment en zones llunyanes més enllà de l’extensió urbana. La mida del mercat per a tot això es pot obtenir fàcilment en termes de milers de milions de dòlars a partir d’informes de firmes consultores i altres estudis, però és emocionant la filosofia anterior per veure aquestes tendències i permetre la seva inversió a través de la nostra tecnologia.podria transportar grans càrregues per la ciutat també per a empreses de logística. Preveixo que, a llarg termini, en què normalment ens centrem, els nostres vehicles aeris permetrien finalment que les ciutats descongestionades i els serveis de difusió estiguessin disponibles fàcilment en zones llunyanes més enllà de l’extensió urbana. La mida del mercat per a tot això es pot obtenir fàcilment en termes de milers de milions de dòlars a partir d’informes de firmes consultores i altres estudis, però és emocionant la filosofia anterior per veure aquestes tendències i permetre la seva inversió a través de la nostra tecnologia.podria transportar grans càrregues per la ciutat també per a empreses de logística. Preveixo que, a llarg termini, en què normalment ens centrem, els nostres vehicles aeris permetrien finalment que les ciutats descongestionades i els serveis de difusió estiguessin disponibles fàcilment en zones llunyanes més enllà de l’extensió urbana. La mida del mercat per a tot això es pot obtenir fàcilment en termes de milers de milions de dòlars a partir d’informes de firmes consultores i altres estudis, però és emocionant la filosofia anterior per veure aquestes tendències i permetre la seva inversió a través de la nostra tecnologia.La mida del mercat per a tot això es pot obtenir fàcilment en termes de milers de milions de dòlars a partir d’informes de consultores i altres estudis, però és emocionant la filosofia anterior de com veure aquestes tendències i permetre la seva inversió a través de la nostra tecnologia.La mida del mercat per a tot això es pot obtenir fàcilment en termes de milers de milions de dòlars a partir d’informes de consultores i altres estudis, però és emocionant la filosofia anterior de com veure aquestes tendències i permetre la seva inversió a través de la nostra tecnologia.
P. Quins problemes heu tingut amb vosaltres i el vostre equip durant el prototipatge inicial d'Ek Hanz?
El disseny per a la fabricació i la interfície amb els fabricants va trigar més del previst. Els controls per a una configuració de doble ala en combinació amb els quad-rotors no eren obvis al principi i, el desenvolupament de sensors per evitar obstacles per a una distància tan llarga i el vehicle de moviment ràpid va ser un repte. El protocol sense permís sense enlairament (NPNT) obligat per l’autoritat reguladora índia, és a dir, la Direcció General d’Aviació Civil és una altra faceta que hem hagut de desenvolupar en el camí, tant pel que fa a la implementació de maquinari com de programari. De fet, encara estem desenvolupant comunicacions de llarga distància basades en xarxes mòbils per a pilotatge remot (per a intervenció manual) i alimentació de vídeo a l’estació terrestre per obtenir informació en directe sobre el vol durant el seu recorregut, com a alternativa o com a mesura redundant.
P. Sent una de les poques empreses AAV de l'Índia, com vau obtenir components per al vostre vehicle? T’has enfrontat a dificultats?
El nostre AAV és una amalgama d’un dron multi-helicòpter i un avió d’ala fixa. Les seves parts de dron es poden obtenir a través d’una base de proveïdors raonablement establerta. De fet, el disseny es basa en allò que està fàcilment disponible. La part avió la vam haver de fabricar nosaltres. Ens hem associat amb especialistes en fabricació de fibra de carboni, així com l’intent de combinació d’elements estructurals de plàstic impresos en 3D que no porten càrrega amb làmines, tubs i pre-pregs de fibra de carboni. Disposem d'impressores 3D per a aquestes proves. La base de suport tecnològic IIT Madras i l’ecosistema emprenedor d’empreses són útils per provar diferents opcions per primera vegada en una configuració com la nostra.
P. De moment, com es mesura l'èxit? Quines són les vostres mètriques?
El temps és la clau de l'èxit de les startups. Estem a la cúspide de facilitar la regulació dels vehicles aeris autònoms no tripulats i ens complau formar part d’aquests límits. Mitjançant aquest procés, les perspectives són brillants quant a la identificació i adquisició de clients, col·laborant en la demostració dels vols dels usuaris a organismes reguladors i en la realització de pilots comercials. Mentre hi som, aprofundir en centrar-nos en el desenvolupament de subsistemes com ara motors, personalitzar paquets de bateries, controladors de vol, comunicacions, sensors, algorismes de visió per ordinador, etc. han embarcat. Aquestes oportunitats en expansió milloren la nostra proposta de valor per als inversors, que és una mètrica directa del nostre èxit en aquesta etapa.