Según la ONU, para 2050, casi 2500 millones de personas serán parte de la población urbana y todos sabemos que la infraestructura actual de vivienda y transporte es inadecuada y no ayudará a satisfacer las necesidades del creciente número de personas. Para hacerlo, necesitamos expandir nuestras ciudades de manera rápida y económica. Además, para combatir el problema del transporte, es necesario desviar nuestro enfoque hacia la movilidad aérea urbana que ayudará a las ciudades a crecer lateralmente.
Quién sabe, en los próximos días, nos despertaremos en medio de árboles verdes y chirridos, a decenas de millas de distancia de los densos centros de las ciudades. El futuro nos depara mucho. Además, el desayuno, la compra, etc., al ser entregados con drones, podrá volar al trabajo y no quedará atrapado en un atasco.
La startup con sede en Chennai llamada ePlane es pionera en movilidad aérea. Con Ek Hanz, un vehículo aéreo eléctrico compacto totalmente autónomo que puede despegar desde cualquier lugar y puede usarse para entregar artículos, la compañía seguramente traerá una revolución en la movilidad aérea.
Satyanarayanan Chakravarthy, cofundador de la empresa ePlane, compartió con nosotros los detalles de la puesta en marcha, el equipo, los objetivos futuros y mucho más. El Sr. Chakravarthy es profesor de Ingeniería Aeroespacial en el Instituto Indio de Tecnología de Madrás y se especializa en la propulsión de aviones y cohetes. Tiene una licenciatura en Ingeniería Aeroespacial de IIT Madras y una Maestría en Ciencias en Ingeniería Aeroespacial (1992) y Doctor en Filosofía (1995) del Instituto de Tecnología de Georgia, Atlanta, GA, EE. UU.
No solo eso, ha sido un maestro apasionado durante más de un par de décadas en IIT Madras e investigador sobre combustión, diagnóstico láser, etc. su atención a la propulsión de aviones eléctricos últimamente. Le apasiona trabajar con la industria para resolver problemas del mundo real y desarrollar productos para un impacto social. Siga leyendo para saber lo que tiene que decir sobre ePlane, Ek Hanz y más.
P. ePlane está trabajando en vehículos aéreos eléctricos híbridos autónomos, ¿cómo empezó todo y cuáles son sus planes?
Están ocurriendo muchos cambios rápidos a nuestro alrededor en los espacios de energía y movilidad. La energía térmica está siendo reemplazada rápidamente por energías renovables, y los vehículos eléctricos están reemplazando rápidamente a los vehículos de combustión.
Como ingeniero aeroespacial de formación básica y con la propulsión como mi especialización, me pregunté, si no voy a considerar la propulsión eléctrica para aviones en este momento, ¡qué más haría! Deja ir el pasado, no importa lo glorioso que haya sido y abraza el futuro, no importa cuán incierto sea, es el mantra. Ésta es la motivación que me llevó a fundar ePlane Company. No solo eso, de hecho, en el último año, fui el primero en mi conocimiento en ofrecer un curso completo de un semestre de duración sobre propulsión de aeronaves eléctricas, dos veces durante los dos semestres, y conseguí que los conferenciantes grabaran en video el segunda vez, para ser subido a YouTube después de las ediciones.
La misión de ePlane es permitir una rápida movilidad de las personas en distancias cortas e intermedias dentro y alrededor de las ciudades en el futuro mediante la aviación eléctrica. Tenemos los ojos puestos en fabricar un avión eléctrico VTOL autónomo de dos plazas para servicios de taxi aéreo dentro de la ciudad. En mi opinión, esto es razonablemente posible principalmente con vehículos aéreos híbridos: híbridos no como en propulsión por combustión y eléctricos, sino en el sentido de una combinación de VTOL con alas fijas, es decir, despegar como un dron pero volar hacia adelante como un avión. Tendría que ser completamente eléctrico para mantenerlo simple y relativamente económico si queremos poblar los cielos con taxis aéreos para los viajes diarios de la gente.
P. ¿Cuéntenos cómo ePlane despegó inicialmente? ¿Cómo ayudaron NCCRD e IITM?
¡ePlane despegó primero en nuestras mentes! Todas estas decisiones cruciales: ¿por qué debería ser totalmente eléctrico, por qué no la propulsión híbrida entre el motor eléctrico y el de combustión, es solo una moda o un fetiche ir completamente eléctrico para parecer irónico viniendo de un experto líder en combustión o realmente hace sentido tecnoeconómico (¡eso es mucha introspección!), por qué tiene que ser un VTOL, por qué tiene que ser un híbrido de ala fija VTOL, por qué un biplaza, por qué autónomo, qué sería un precio apropiado para el mercado indio, etc. Cada uno de estos tenía que ser ideado y debatido, y teníamos que desarrollar respuestas genuinas para nosotros, en lugar de simplemente mirar lo que otros están haciendo. Porque somos muy conscientes del mercado indio y de la situación de movilidad urbana en la que nos encontramos.
India se encuentra particularmente en un punto óptimo para adoptar eVTOL para la movilidad aérea urbana (UAM) a diferencia de China, que en mi opinión parece haber alcanzado su punto máximo un poco antes de las transformaciones de movilidad que estamos presenciando hoy y ha seguido adelante con inversiones masivas en infraestructura que ¡podría obviarse con la nueva tecnología! ¡He acuñado un término para "desestructura"! La situación con las naciones avanzadas es similar, con todas las carreteras y pasos elevados ya en su lugar, su punto de dolor de movilidad por persona no es tan doloroso como en la India. Para la India de hoy, UAM parece ser un "imprescindible", no un "agradable de tener", a diferencia de otros lugares. Y, sin embargo, al ser un mercado extremadamente sensible a los costos, debemos ofrecer lo mejor, por lo que una gran parte del ePlane radica en configurarlo correctamente.
NCCRD se ha convertido rápidamente en un caldero de nuevas empresas y proyectos de tecnología ultraprofunda, de muchos de los cuales soy parte con orgullo, como Agnikul, Aerostrovilos, X2fuels, Tan90, hyperloop, space gun, etc.que energiza sinérgicamente ePlane con su espacio. e instalaciones. Estamos incubados en la celda de incubación IITM, que abre mucha exposición a las partes interesadas externas y mentores comerciales y técnicos. El IITM en sí mismo es una colmena de un ecosistema de emprendimiento, con CFI, Nirmaan, E-Cell, GDC, etc., además de NCCRD.
P. Ek-Hanz es el primer vehículo aéreo híbrido de la compañía. ¿Cuáles son las especificaciones técnicas y características de este AAV?
El Ek-Hanz es parte de un proceso de desarrollo de vehículos de tres etapas que comprende Ek-Hanz, Do-Hanz y el ePlane, el último de los cuales es nuestro objetivo final para los próximos años, llevar a las personas a través de los cielos de la ciudad. El enfoque es desarrollar tecnología que pueda probarse a escalas más pequeñas, que a su vez podrían encontrar casos de uso comercial. El Ek-Hanz es un HAV pequeño capaz de levantar hasta 6 kg, pero podría llegar hasta 100 km con una carga útil de 2 kg con una sola carga de la batería. Se incluye en la categoría “pequeña” de vehículos aéreos no tripulados y su altitud de vuelo está restringida a 120 m por las regulaciones de aviación civil. Es totalmente autónomo en el sentido de que puede navegar por sí mismo con waypoints, así como detectar y evitar obstáculos a lo largo de su curso.
P. Hay muchos vehículos aéreos autónomos eléctricos de carga pesada , ¿en qué se diferencia su producto Ek-Hanz de esos?
El Ek-Hanz se ha configurado para abordar el santo grial de los HAV, es decir, los rotores verticales destinados a VTOL son un peso muerto durante el vuelo hacia adelante, mientras que el ala destinada a producir sustentación aerodinámica durante el vuelo hacia adelante es un peso muerto durante VTOL. El Ek-Hanz no es una simple bofetada de un multicóptero sobre un avión de ala fija, sino que intenta combinarlos en una configuración aerodinámica en la que los rotores ayudarían al ala en la generación de sustentación adicional sinérgicamente, y el ala ayudaría a los rotores. durante las fases de ascenso y descenso. Estos dos aspectos permiten un rango extendido para el Ek-Hanz en comparación con una simple yuxtaposición de los rotores verticales y las alas juntas.
P. Al ser un vehículo aéreo autónomo completo, ¿cómo mapea Ek Hanz el mundo real? ¿Qué sensores y hardware impulsan su vehículo?
Necesitamos entender que el Ek-Hanz es más desafiante para los sensores que se montan en comparación con aviones más grandes debido a las estrictas restricciones de peso y al pequeño espacio disponible. Como tal, tenemos una combinación de varios lidars 1D que apuntan en diferentes direcciones como sensores de proximidad para estimar la distancia desde cualquier obstáculo, así como cámaras para descifrar el factor de forma del obstáculo. La información del factor de forma del obstáculo se fusiona con las estimaciones de distancia y se traduce en nubes de puntos que los controles deberían hacer que la aeronave vuele. Se utiliza una combinación de lidars de baja frecuencia de largo alcance y de alta frecuencia de corto alcance para evitar obstáculos dinámicos, así como para evitar obstáculos estáticos. Otras alternativas comoLos lidars 2D y las cámaras estereoscópicas son demasiado pesados o de menor rango / resolución para las velocidades involucradas y los tiempos de respuesta requeridos, pero esta es un área emergente, por lo que estamos abiertos a mejorar nuestro paquete de vuelo autónomo reconfigurándolo como especificaciones de los componentes. mejorar.
P. Se dice que el Drone usa algoritmos de aprendizaje automático para vuelos autónomos, ¿cómo funciona eso y qué tan cerca estamos de completar vuelos autónomos?
El aprendizaje automático depende de la disponibilidad de conjuntos de datos de aprendizaje. Si bien hemos desarrollado simulaciones de navegación de puntos de ruta con evitación de obstáculos en un entorno de vuelo típico, estas son insuficientes para implementar ML en evolución en vuelos realistas. Estamos en el proceso de pruebas de vuelo y recopilamos una gran cantidad de datos de vuelo para desarrollar conjuntos de datos de aprendizaje. Luego, el ML se puede adoptar en los entornos de simulación primero antes de pasar a un sistema de vuelo. Aún está por verse si los estándares de certificación pueden evolucionar para este propósito, por lo que llevará tiempo durante el año o más tarde desarrollar un sentido de su completa adopción. Un aspecto específico que podría encontrar aceptación es un aterrizaje basado en visión por computadora en un lugar en particular con marcas como las que tienen para helipuertos. El aprendizaje automático no es obligatorio para los vuelos autónomos per se, incluida la evitación de obstáculos,pero sería una característica "buena para tener", por lo que no deben confundirse entre sí.
Q. Ek Hanz utiliza un diseño patentado de eficiencia energética para lograr vuelos de larga distancia con una gran carga útil. Cuéntanos más sobre el diseño.
El diseño de eficiencia energética se basa en ver los rotores de ala fija y vertical como una sola entidad en un entorno aerodinámico en lugar de una mera yuxtaposición de los dos con sus campos de flujo independientes. Entonces, la cuestión de cómo el campo de flujo sobre uno afecta al otro se ha tenido en cuenta para aumentar la sustentación producida y disminuir el arrastre incurrido por la combinación en comparación con las dos unidades que actúan de forma independiente. Básicamente, la mayoría de los otros drones no operan los rotores verticales durante un vuelo hacia adelante para ahorrar en el consumo de energía, ¡pero un nivel óptimo de su operación conduce a mayores ahorros de energía! Los rotores se pueden usar para un control adicional contra ráfagas y ajustes más finos, lo que también ofrece redundancia en los controles.
P. Su empresa estuvo entre los 10 finalistas principales en Qualcomm Design, India Challenge. Comparta sus experiencias.
La salida de Qualcomm ha sido un gran impulso para eplane como validación. Además, hemos tenido la oportunidad de explorar su pila de vuelos, cámaras inteligentes y otros productos para nuestro uso. Hemos desarrollado una combinación de hardware y software escrito para integrarlos, lo que podría dar lugar a la presentación de patentes. El viaje de QDIC ha sido emocionante, con talleres realizados por ellos en diferentes lugares para la cohorte de la que formamos parte. También esperamos con interés la oportunidad con los inversores que la propia Qualcomm nos brindaría. Su lanzamiento de la cohorte en la oficina de Startup India en la augusta presencia del Secretario del Ministerio de Electrónica y Tecnología de la Información nos brindó muy buena visibilidad. Ha sido un placer trabajar con los ingenieros y directores de Qualcomm del programa Design Innovation Challenge. Definitivamente es un programa,Animaría a muchas nuevas empresas de hardware de tecnología profunda a considerar mirar hacia.
P. ¿Cómo ve el mercado de AAV en India? ¿Cuáles cree que son las aplicaciones potenciales de Ek Hanz?
Como India se está desarrollando rápidamente, hay una urbanización desenfrenada. Dado que el desarrollo de la infraestructura es difícil de seguir el ritmo de esta tendencia, la gente clama por permanecer agrupada donde se concentran las comodidades, por lo que se produce una gran congestión del tráfico. En consecuencia, las personas quieren quedarse en casa y dejar que las cosas les lleguen haciendo pedidos en línea. ¡El negocio de comida a domicilio por sí solo ha crecido un 300% en los últimos años! Esto no tiene paralelo en ninguna parte. Aquí es donde el Ek Hanz será más útil. El negocio de comercio electrónico minorista no requiere AAV para la entrega de última milla, pero podría ser testigo de su uso en la mitad de la milla, es decir, desde las caídas hasta los centros logísticos. Para esto, un AAV con capacidad de carga útil más grande, a saber, nuestro Do Hanz, el próximo vehículo más grande sería muy apropiado. Por último, aunque el movimiento de mercancías es un mercado más grande que el movimiento de personas,son las personas las que realmente importan, por lo que nuestro objetivo final sería el ePlane que permite la movilidad aérea urbana mediante taxis aéreos. Y, no hace falta decirlo, también podría transportar grandes cargas por la ciudad para las empresas de logística. Preveo que el largo alcance, en el que normalmente nos enfocamos para nuestros vehículos aéreos, en última instancia, permitiría descongestionar ciudades y extender los servicios para estar disponibles fácilmente en áreas remotas más allá de la expansión urbana. El tamaño del mercado para todo esto se puede obtener fácilmente en términos de miles de millones de dólares a partir de informes de empresas consultoras y otros estudios, pero la filosofía anterior de cómo ver estas tendencias y permitir su reversión a través de nuestra tecnología es lo que es emocionante.también podría transportar grandes cargas por la ciudad para empresas de logística. Preveo que el largo alcance, en el que normalmente nos enfocamos para nuestros vehículos aéreos, en última instancia, permitiría descongestionar ciudades y extender los servicios para estar disponibles fácilmente en áreas remotas más allá de la expansión urbana. El tamaño del mercado para todo esto se puede obtener fácilmente en términos de miles de millones de dólares a partir de informes de empresas consultoras y otros estudios, pero la filosofía anterior de cómo ver estas tendencias y permitir su reversión a través de nuestra tecnología es lo que es emocionante.también podría transportar grandes cargas por la ciudad para empresas de logística. Preveo que el largo alcance, en el que normalmente nos enfocamos para nuestros vehículos aéreos, en última instancia, permitiría descongestionar ciudades y extender los servicios para estar disponibles fácilmente en áreas remotas más allá de la expansión urbana. El tamaño del mercado para todo esto se puede obtener fácilmente en términos de miles de millones de dólares a partir de informes de empresas consultoras y otros estudios, pero la filosofía anterior de cómo ver estas tendencias y permitir su reversión a través de nuestra tecnología es lo que es emocionante.El tamaño del mercado para todo esto se puede obtener fácilmente en términos de miles de millones de dólares a partir de informes de empresas consultoras y otros estudios, pero la filosofía anterior de cómo ver estas tendencias y permitir su reversión a través de nuestra tecnología es lo que es emocionante.El tamaño del mercado para todo esto se puede obtener fácilmente en términos de miles de millones de dólares a partir de informes de empresas consultoras y otros estudios, pero la filosofía anterior de cómo ver estas tendencias y permitir su reversión a través de nuestra tecnología es lo que es emocionante.
P. ¿Qué problemas enfrentaron usted y su equipo durante la creación inicial de prototipos de Ek Hanz?
El diseño para la fabricación y la interconexión con los fabricantes llevó más tiempo del previsto. Los controles para una configuración de dos alas en combinación con los cuatro rotores no eran obvios al principio y el desarrollo de sensores para evitar obstáculos en distancias tan largas y vehículos de movimiento rápido fue un desafío. El protocolo sin permiso y sin despegue (NPNT) ordenado por la autoridad reguladora de la India, a saber, la Dirección General de Aviación Civil, es otra faceta que tuvimos que desarrollar en el camino, tanto en términos de implementación de hardware como de software. De hecho, todavía estamos desarrollando comunicaciones de larga distancia basadas en redes móviles para pilotaje remoto (para intervención manual) y alimentación de video a la estación terrestre para retroalimentación en vivo del vuelo durante su curso, como alternativa o medida redundante.
P. Siendo una de las pocas compañías de AAV en la India, ¿cómo obtuvo componentes para su vehículo? ¿Tuviste dificultades?
Nuestro AAV es una amalgama de un dron multicóptero y un avión de ala fija. Las partes de drones pueden obtenerse a través de una base de proveedores razonablemente bien establecida. De hecho, el diseño se basa en lo que está disponible. La parte del avión tenía que ser fabricada por nosotros. Nos hemos asociado con especialistas en la fabricación de fibra de carbono, así como en el intento de combinación de elementos estructurales de plástico sin carga impresos en 3D con láminas, tubos y preimpregnaciones de fibra de carbono. Tenemos impresoras 3D internas para estas pruebas. La base de apoyo tecnológico de IIT Madras y el ecosistema emprendedor de startups son útiles para probar diferentes opciones por primera vez en una configuración como la nuestra.
P. Por el momento, ¿cómo mide el éxito? ¿Cuáles son tus métricas?
¡El tiempo es la clave del éxito de las startups! Estamos en la cúspide de la flexibilización de las regulaciones de los vehículos aéreos autónomos no tripulados y nos complace ser parte de la superación de esos límites. A través de este proceso, la perspectiva es brillante en la identificación y adquisición de clientes, la asociación en la demostración de vuelos de usuarios a los organismos reguladores y en la realización de pilotos comerciales. Mientras estamos allí, profundizar nuestro enfoque en el desarrollo de subsistemas como motores, personalizar paquetes de baterías, controladores de vuelo, comunicaciones, sensores, algoritmos de visión por computadora, etc. y graduarnos en ventiladores con conductos para el siguiente nivel más grande de AAV es parte de un viaje fascinante que nosotros se han embarcado. Estas oportunidades en expansión mejoran nuestra propuesta de valor para los inversores, que es una métrica directa de nuestro éxito en esta etapa.