Segundo a ONU, até 2050, quase 2,5 bilhões de pessoas farão parte da população urbana e todos sabemos que a atual infraestrutura de habitação e transporte é inadequada e não vai ajudar a atender às necessidades do crescente número de pessoas. Para isso, precisamos expandir nossas cidades de forma rápida e econômica. Além disso, para combater a questão do transporte, é preciso desviar o foco para a mobilidade aérea urbana que ajudará as cidades a crescer lateralmente.
Quem sabe, nos próximos dias, nos encontraremos acordando entre árvores verdes e chilreios, a dezenas de quilômetros de distância dos densos centros das cidades. O futuro tem muito reservado para nós. Além disso, café da manhã, mantimentos, etc. entregues por drones, você poderá voar para o trabalho e não ficará preso em um engarrafamento.
A startup baseada em Chennai chamada ePlane é pioneira em mobilidade aérea. Com o Ek Hanz, um veículo aéreo elétrico compacto totalmente autônomo que pode decolar de qualquer lugar e ser usado para entregar itens, a empresa certamente trará uma revolução na mobilidade aérea.
O Sr. Satyanarayanan Chakravarthy, co-fundador da empresa ePlane, compartilhou conosco os detalhes da partida, a equipe, os objetivos futuros e muito mais. O Sr. Chakravarthy é professor de Engenharia Aeroespacial no Instituto Indiano de Tecnologia de Madras e se especializou na propulsão de aeronaves e foguetes. Ele é graduado em Engenharia Aeroespacial pelo IIT Madras e possui mestrado em Engenharia Aeroespacial (1992) e doutorado em Filosofia (1995) pelo Instituto de Tecnologia da Geórgia, Atlanta, GA, EUA.
Não apenas isso, ele tem sido um professor apaixonado por mais de duas décadas no IIT Madras e um pesquisador em combustão, diagnóstico a laser, etc. Ele perseverou em estabelecer um grande centro de P&D de combustão, NCCRD, no IIT Madras, antes de virar sua atenção à propulsão elétrica de aeronaves recentemente. Ele é apaixonado por trabalhar com a indústria na solução de problemas do mundo real e no desenvolvimento de produtos para impacto social. Continue lendo para saber o que ele tem a dizer sobre o ePlane, Ek Hanz e muito mais.
P. ePlane está trabalhando em veículos aéreos elétricos híbridos autônomos, como tudo começou e quais são seus planos?
Muitas mudanças rápidas estão acontecendo ao nosso redor nos espaços de energia e mobilidade. A energia térmica está sendo rapidamente substituída por fontes renováveis e os veículos elétricos estão substituindo rapidamente os veículos de combustão.
Como engenheiro aeroespacial com treinamento básico e com a propulsão como especialização, eu me perguntei, se não vou olhar para a propulsão elétrica para aeronaves neste momento, o que mais eu faria! Deixe de lado o passado, não importa o quão glorioso ele tenha sido e abraça o futuro, não importa o quão incerto ele seja, é o mantra. Esta é a motivação que me levou à fundação da ePlane Company. Não só isso, na verdade, no ano passado, eu sou o primeiro que eu sei a oferecer um curso completo de um semestre de Propulsão de Aeronave Elétrica, duas vezes ao longo dos dois semestres, e eu tenho os professores gravados em vídeo segunda vez, para ser carregado no YouTube após as edições!
A busca do ePlane é permitir a mobilidade rápida de pessoas em distâncias curtas e intermediárias dentro e ao redor das cidades no futuro por meio da aviação elétrica. Estamos de olho na construção de um avião elétrico VTOL autônomo de dois lugares para serviços de táxi aéreo dentro da cidade. Na minha opinião, isso é razoavelmente possível principalmente com veículos aéreos híbridos - híbridos não como na propulsão por combustão e elétrica, mas no sentido de uma combinação de VTOL com asas fixas, ou seja, decolar como um drone, mas voar para frente como um avião! Teria de ser totalmente elétrico para mantê-lo simples e relativamente barato, se quisermos povoar os céus com táxis aéreos para as viagens diárias das pessoas.
P. Conte-nos como o ePlane começou a decolar? Como o NCCRD e o IITM ajudaram?
O ePlane surgiu primeiro em nossas mentes! Todas essas decisões cruciais - por que deveria ser totalmente elétrico, por que não a propulsão híbrida entre motor elétrico e de combustão, é apenas uma moda passageira ou um fetiche ir totalmente elétrico para parecer irônico vindo de um especialista em combustão líder ou isso realmente faz senso técnico-econômico (isso é muita busca interior!), por que tem que ser um VTOL, por que tem que ser um híbrido de asa fixa VTOL, por que um dois lugares, por que autônomo, o que seria um preço apropriado para o mercado indiano, etc. Cada um deles teve que ser idealizado e debatido, e respostas genuínas tiveram que ser desenvolvidas por nós mesmos, em vez de apenas olhar para o que os outros estão fazendo. Porque temos plena consciência do mercado indiano e da situação de mobilidade urbana em que nos encontramos.
A Índia está particularmente em um ponto ideal para abraçar eVTOLs para mobilidade aérea urbana (UAM), ao contrário da China, que na minha opinião parece ter atingido o pico um pouco antes das transformações de mobilidade, que estamos testemunhando hoje e avançou com enormes investimentos em infraestrutura que poderia ser evitado com a nova tecnologia! Eu criei um termo para “infraestrutura”! A situação com as nações avançadas é semelhante, com todas as rodovias e viadutos já instalados, seu ponto de dor de mobilidade por pessoa não é tão doloroso quanto na Índia. Para a Índia hoje, o UAM parece ser um “must-have”, não um “nice to have”, ao contrário de outros lugares. E, ainda sendo um mercado extremamente sensível aos custos, precisamos colocar o melhor que existe, portanto, muito sobre o ePlane está em configurá-lo da maneira certa.
O NCCRD se desenvolveu rapidamente em um caldeirão de startups e projetos de tecnologia ultra-profunda, muitos dos quais eu sou orgulhosamente parte, como Agnikul, Aerostrovilos, X2fuels, Tan90, hyperloop, arma espacial, etc. que sinergicamente energiza ePlane com seu espaço e instalações. Estamos incubados na Célula de Incubação do IITM, o que permite uma grande exposição aos stakeholders externos e mentores técnicos e de negócios. O próprio IITM é uma colmeia de um ecossistema de empreendedorismo, com o CFI, Nirmaan, E-Cell, GDC, etc., além do NCCRD.
Q. Ek-Hanz é o primeiro veículo aéreo híbrido da empresa. Quais são as especificações técnicas e recursos deste AAV?
O Ek-Hanz é parte de um processo de desenvolvimento de veículos de três estágios que compreende o Ek-Hanz, Do-Hanz e o ePlane, o último dos quais é nosso objetivo final para os próximos anos, transportar pessoas pelos céus da cidade. A abordagem é desenvolver tecnologia que possa ser testada em escalas menores, que podem encontrar casos de uso comercial. O Ek-Hanz é um pequeno HAV capaz de levantar até 6 kg, mas pode ir até 100 km com uma carga útil de 2 kg com uma única carga da bateria. Ele se enquadra na categoria “pequeno” de UAVs e sua altitude de vôo é restrita a 120 m pelos regulamentos da aviação civil. É totalmente autônomo no sentido de que pode navegar sozinho com waypoints bem como detectar e evitar obstáculos ao longo de seu curso.
P. Existem muitos veículos aéreos autônomos elétricos para levantamento de peso , em que o seu produto Ek-Hanz difere deles?
O Ek-Hanz foi configurado para lidar com o Santo Graal dos HAVs, ou seja, os rotores verticais destinados ao VTOL são um peso morto durante o vôo para a frente, enquanto a asa destinada a produzir elevação aerodinâmica durante o vôo para a frente é um peso morto durante o VTOL. O Ek-Hanz não é um mero tapa de um multi-helicóptero em um avião de asa fixa, mas tenta combiná-los em uma configuração aerodinâmica onde os rotores ajudariam a asa na geração de sustentação adicional sinergicamente, e a asa ajudaria os rotores durante as fases de subida e descida. Esses dois aspectos permitem um alcance estendido para o Ek-Hanz quando comparado a uma simples justaposição dos rotores verticais e das asas juntos.
P. Sendo um veículo aéreo autônomo completo, como Ek Hanz mapeia o mundo real? Quais sensores e hardware impulsionam seu veículo?
Precisamos entender que o Ek-Hanz é mais desafiador para os sensores serem montados quando comparado a aeronaves maiores por causa das restrições de peso rigorosas e do pequeno espaço disponível. Como tal, temos uma combinação de vários lidars 1D apontando em direções diferentes como sensores de proximidade para estimar a distância de qualquer obstáculo, bem como câmeras para decifrar o fator de forma do obstáculo. As informações do fator de forma do obstáculo são combinadas com as estimativas de distância e traduzidas em nuvens de pontos que os controles devem fazer com que a aeronave voe. Uma combinação de lidars de longo alcance e baixa frequência e os de curto alcance de alta frequência são usados para evitar obstáculos dinâmicos, bem como para evitar obstáculos estáticos. Outras alternativas, comoLidares 2D e câmeras estereoscópicas são muito pesadas ou de menor alcance / resolução para as velocidades envolvidas e os tempos de resposta necessários, mas esta é uma área emergente, por isso estamos abertos para melhorar nosso pacote de vôo autônomo reconfigurando-o como especificações dos componentes melhorar.
P. Dizem que o Drone está usando algoritmos de aprendizado de máquina para vôo autônomo, como isso funciona e quão perto estamos de completar voos autônomos?
O aprendizado de máquina depende da disponibilidade de conjuntos de dados de aprendizado. Embora tenhamos desenvolvido simulações de navegação de waypoint com prevenção de obstáculos em um ambiente de voo típico, elas são insuficientes para desenvolver o ML a ser implantado em voos realistas. Estamos no processo de testes de voo e reunindo muitos dados de voo para desenvolver conjuntos de dados de aprendizagem. O ML pode então ser adotado nos ambientes de simulação antes de entrar em um sistema de vôo. Ainda não se sabe se os padrões de certificação podem ser desenvolvidos para esse propósito, então levará algum tempo durante o ano ou mais para desenvolver uma noção de sua adoção completa. Um aspecto específico que pode ser aceito é uma aterrissagem baseada em visão computacional em um determinado local com marcas como as de heliporto. O aprendizado de máquina não é obrigatório para voos autônomos em si, incluindo prevenção de obstáculos,mas seria uma característica 'bom ter', então os dois não deveriam ser confundidos.
Q. Ek Hanz usa um design patenteado de eficiência energética para realizar voos de longa distância com uma carga útil pesada. Conte-nos mais sobre o design.
O design de eficiência energética é baseado na visualização dos rotores de asa fixa e vertical como uma entidade única em um ambiente aerodinâmico, em vez de uma mera justaposição dos dois com seus campos de fluxo independentes. Assim, a questão de como o campo de fluxo sobre um afeta o outro foi levada em consideração a fim de aumentar a sustentação produzida e diminuir o arrasto incorrido pela combinação quando comparado com as duas unidades agindo independentemente. Fundamentalmente, a maioria dos outros drones não opera os rotores verticais durante um vôo para frente para economizar no consumo de energia, mas um nível ideal de operação leva a mais economia de energia! Os rotores podem então ser usados para controle adicional contra rajadas e ajustes mais precisos, o que também oferece redundância nos controles.
P. Sua empresa estava entre os 10 finalistas no Qualcomm Design, India Challenge. Por favor, compartilhe suas experiências.
A saída da Qualcomm foi um grande impulso para o eplane como validação. Além disso, tivemos a oportunidade de explorar sua pilha de voo, câmeras inteligentes e outros produtos para nosso uso. Desenvolvemos uma combinação de hardware e software escrito para integrá-los, o que pode levar ao depósito de patentes. A jornada QDIC tem sido emocionante, com workshops realizados por eles em diferentes locais para a coorte da qual fazemos parte. Também esperamos com investidores a oportunidade que a própria Qualcomm abriria para nós. O lançamento da coorte no escritório do Startup India, na presença augusta do Secretário do Ministério de Eletrônica e Tecnologia da Informação, proporcionou-nos uma visibilidade muito boa. Foi muito agradável trabalhar com os engenheiros e gerentes da Qualcomm do programa Design Innovation Challenge. É definitivamente um programa,Eu encorajaria muitas startups de hardware de tecnologia profunda a considerar.
P. Como você vê o mercado de AAV na Índia? Quais você acha que são as aplicações potenciais de Ek Hanz?
Como a Índia está se desenvolvendo rapidamente, há uma urbanização galopante. Com o desenvolvimento da infraestrutura sendo difícil de acompanhar essa tendência, as pessoas clamam para permanecer agrupadas onde as amenidades estão concentradas, o que resulta em um enorme congestionamento de tráfego. Conseqüentemente, as pessoas querem ficar em casa e deixar que as coisas cheguem até elas, encomendando online. Só o negócio de entrega de comida tem crescido 300% nos últimos anos! Isso é incomparável em qualquer lugar. É aqui que o Ek Hanz será mais útil. O negócio de comércio eletrônico de varejo não exige AAVs para entrega na última milha, mas pode testemunhar o uso no meio da milha, ou seja, de depósitos a centros de distribuição. Para isso, um AAV com capacidade de carga útil maior, ou seja, nosso Do Hanz, o próximo veículo maior, seria muito apropriado. Por último, embora o movimento de mercadorias seja um mercado maior do que o movimento de pessoas,são as pessoas que realmente importam, então nosso objetivo final seria o ePlane que permite a mobilidade aérea urbana por meio de táxis aéreos. E, nem é preciso dizer, poderia transportar grandes cargas pela cidade também para empresas de logística. Prevejo que o longo alcance, no qual normalmente estamos nos concentrando para nossos veículos aéreos, permitiria, em última instância, o descongestionamento de cidades e a disseminação de serviços que estivessem facilmente disponíveis em áreas remotas além da expansão urbana. O tamanho do mercado para tudo isso pode ser obtido facilmente em termos de bilhões de dólares de relatórios de firmas de consultoria e outros estudos, mas é a filosofia acima de como visualizar essas tendências e permitir sua reversão por meio de nossa tecnologia que é empolgante!poderia transportar grandes cargas pela cidade também para empresas de logística. Prevejo que o longo alcance, no qual normalmente estamos nos concentrando para nossos veículos aéreos, permitiria, em última instância, o descongestionamento de cidades e a disseminação de serviços que estivessem facilmente disponíveis em áreas remotas além da expansão urbana. O tamanho do mercado para tudo isso pode ser obtido facilmente em termos de bilhões de dólares de relatórios de firmas de consultoria e outros estudos, mas é a filosofia acima de como visualizar essas tendências e permitir sua reversão por meio de nossa tecnologia que é empolgante!poderia transportar grandes cargas pela cidade também para empresas de logística. Prevejo que o longo alcance, no qual normalmente estamos nos concentrando para nossos veículos aéreos, permitiria, em última instância, o descongestionamento de cidades e a disseminação de serviços que estivessem facilmente disponíveis em áreas remotas além da expansão urbana. O tamanho do mercado para tudo isso pode ser obtido facilmente em termos de bilhões de dólares de relatórios de firmas de consultoria e outros estudos, mas é a filosofia acima de como visualizar essas tendências e permitir sua reversão por meio de nossa tecnologia que é empolgante!O tamanho do mercado para tudo isso pode ser obtido facilmente em termos de bilhões de dólares de relatórios de firmas de consultoria e outros estudos, mas é a filosofia acima de como visualizar essas tendências e permitir sua reversão por meio de nossa tecnologia que é empolgante!O tamanho do mercado para tudo isso pode ser obtido facilmente em termos de bilhões de dólares de relatórios de firmas de consultoria e outros estudos, mas é a filosofia acima de como visualizar essas tendências e permitir sua reversão por meio de nossa tecnologia que é empolgante!
P. Que problemas você e sua equipe enfrentaram durante a prototipagem inicial de Ek Hanz?
O projeto de fabricação e a interface com os fabricantes levaram mais tempo do que o previsto. Os controles para uma configuração de asa dupla em combinação com os quatro rotores não eram óbvios no início e, o desenvolvimento do sensor para evitar obstáculos para veículos de longa distância e movimento rápido foi um desafio. O protocolo de no-permission no-takeoff (NPNT) mandatado pela autoridade reguladora indiana, ou seja, a Diretoria Geral de Aviação Civil, é outra faceta que tivemos que desenvolver ao longo do caminho, tanto em termos de implementação de hardware quanto de software. Na verdade, ainda estamos desenvolvendo comunicações de longa distância baseadas em rede móvel para pilotagem remota (para intervenção manual) e alimentação de vídeo para a estação terrestre para feedback ao vivo sobre o vôo durante seu curso, como uma alternativa ou uma medida redundante.
P. Sendo uma das poucas empresas de AAV na Índia, como você comprou componentes para seu veículo? Você enfrentou dificuldades?
Nosso AAV é um amálgama de um drone multi-helicóptero e um avião de asa fixa. As partes do drone podem ser adquiridas por meio de uma base de fornecedores razoavelmente bem estabelecida. Na verdade, o projeto é baseado no que já está disponível. A parte plana teve que ser fabricada por nós. Fizemos parceria com especialistas na fabricação de fibra de carbono, bem como na tentativa de combinação de elementos estruturais não resistentes impressos em 3D de plástico com folhas, tubos e pré-impregnados de fibra de carbono. Temos impressoras 3D internas para esses testes. A base de suporte tecnológico do IIT Madras e o ecossistema empreendedor de startups são úteis para experimentar diferentes opções pela primeira vez em uma configuração como a nossa.
P. No momento, como você mede o sucesso? Quais são suas métricas?
O tempo é a chave para o sucesso das startups! Estamos na iminência de flexibilizar os regulamentos de veículos aéreos autônomos não tripulados e estamos felizes em fazer parte da expansão desses limites. Por meio desse processo, as perspectivas são brilhantes na identificação e aquisição de clientes, parceria na demonstração de voos de usuários para órgãos reguladores e na realização de pilotos comerciais. Enquanto estiver lá, aprofundar nosso foco no desenvolvimento de subsistemas como motores, personalizar baterias, controladores de vôo, comunicações, sensores, algoritmos de visão computacional, etc. e graduar para ventiladores conduzidos para o próximo nível maior de AAVs é tudo parte de uma jornada fascinante que nós embarcaram. Essas oportunidades em expansão melhoram nossa proposta de valor para os investidores, que é uma medida direta de nosso sucesso neste estágio.