Drone lastet med blodprøver navigerer ved hjelp av 4G

NTNU-studentene Herman Øie Kolden, Bernhard Paus Græsdal og Lars Erik Fagernæs har utviklet en drone som skal frakte blodprøver fra sykehuset på Røros til St. Olavs hospital i Trondheim.

Dronen bruker Telenors 4G-nett til å navigere helt autonomt mellom sykehusene, og har allerede flydd rundt 200 kortere testflyvninger, og fem ganger fra Røros til Trondheim. Den 120 kilometer lange flyturen er den lengste strekningen en drone har fløyet autonomt over land i Norge hittil.

– Nå venter vi bare på den endelige godkjenningen fra Luftfartsverket for å kunne fly med last, og den første blodprøven blir sannsynligvis fraktet i juli, sier Lars Erik Fagernæs som er daglig leder i Aviant, bedriften de tre studentene har startet i forbindelse med transportoppdraget.

Aviant er også med i to forsøksprosjekter i Sverige, som de håper skal føre til med permanente transportkontrakter.

Telenor laget dekningskart for høyden

Aviants drone bruker Telenors 4G-nett til å navigere mellom Røros og Trondheim, og har hatt et tett samarbeid med Telenors dekningseksperter i forberedelsene til opprettelsen av dronetransportruta. Telenor har blant annet laget et dekningskart for den høyden dronene flyr i, slik at man har kunne gi dronen en trasé med best mulig mobildekning.

– Det er viktig at dronen holder seg under 120 meter over bakken, så vi har brukt høydedata til å planlegge flyruten nøye, sier Fagernæs.

Dronen holder fortløpende kontakt med Telenors basestasjoner underveis. Når man trykker start, følger dronens autopilot punktene i den planlagte ruten. Dersom dronen mister mobildekning, er den programmert til å lande selv, men det har ennå ikke skjedd.

I teorien behøver man ikke å binde seg til ett selskaps mobilinfrastruktur for å navigere selvnavigerende droner, men per nå er det likevel praktisk fordelaktig å holde seg til ett mobilnett, forteller Fagernæs.

– Doble mobilsignaler kan forvirre dronen, fordi den ikke vil være sikker på hvilken mobilmast den skal forholde seg til, forklarer han.

Dronen streamer for øvrig video mens den flyr. Det gjør det mulig for en backup-pilot å gripe inn og fjernstyre dronen dersom den får problemer. Videoen blir ikke lagret, og bildene slettes umiddelbart mens dronen flyr. En backup-pilot skal kunne kontrollere opptil ti selvflyvende droner.

Av sikkerhetshensyn kommer ikke blodprøve-dronene til å fly helt fram til Helipaden på St. Olavs hospital. For å unngå flyvinger over tettbefolkede områder vil den lande ved Jonsvatnet, og så fraktes blodprøven med bil de siste kilometrene til sykehuset. Bilturen er beregnet til 17 minutter, men transporten er likevel både raskere og billigere enn om det skulle vært biltransport hele veien mellom Røros og Trondheim. Med bil tar turen drøyt to og en halv time på sommerføre. Dronen flyr strekningen på 80 minutter - altså på halve tiden.

Ikke lenger Science fiction

Uttestingen av dronen er gjort på et jorde utenfor Trondheim. De har flydd mer enn 200 testturer, noen av dem i ned mot minus 20 grader. Den første testflyvningen mellom Røros og Trondheim ble gjort i februar, og siden har de flydd strekningen fem ganger. Nå er Aviant-trekløveret imidlertid ferdig med masteroppgavene sine på NTNU, og kan vie seg helt til dronetransport. De kommer derfor til å gjennomføre daglige testflyvninger mellom Røros og Trondheim fram til luftfartsverket gir dem tillatelsen til å laste ombord den første blodprøven.

De tre NTNU-studentene fikk ideen til å utvikle en drone da de var på utveksling ved prestisjeuniversitetet og forskningsinstitusjonen Massachusetts Institute of Technology (MIT) i USA i 2019 og, på grunn av pandemien, også langt inn i 2020. Universitetet er så stolte av å ha hatt dem som studenter, at de har gitt prosjektet stor oppmerksomhet på sine egne nettsider.

Det var mens de var i Massachusetts de fikk høre om utfordringene rundt blodprøvetransport. Det var et problem de mente de kunne løse, og da de kom tilbake til Norge, tok de kontakt med Fremtidens Operasjonsrom (FOR) ved St. Olavs hospital. Der var responsen veldig positiv, og et samarbeid ble raskt stablet på beina.

EUs regelverk for droneflyging var ikke ferdig utformet da de tre begynte å planlegge dronetransporten, men regelverket trådte i kraft 1. januar i år, og markerte på mange måter startskuddet for utviklingen av kommersiell dronetransport.

– Mange tenker ennå science fiction når det snakkes om dronetransport, men det er det ikke. Teknologien og regelverket for kompleks dronetransport - inkludert transport av mennesker - er her nå, sier Fagernæs.

Prosjekter i Sverige

Aviant er også med på to prøveprosjekter om blodprøvetransport i Sverige. Begge prosjektene handler om å transportere prøver mellom en rekke små helsesentre og legekontorer i avsidesliggende strøk, og ett større sykehus. I det ene prosjektet skal dronene fly mellom Funäsdalen og Østersund i Jämtland og i det andre skal man fly mellom Storuman og Lycksele i Västerbotten. Også på disse rutene vil dronene bruke Telenors 4G-nett til navigeringen. I begge prosjektene skal flyvningene starte opp til høsten.

– I Västerbotten har vi fått klare signaler om at man har lyst til å gjøre prosjektet permanent hvis prosjektet viser at dronetransporten fungerer bra. I det andre prosjektet er ikke signalene like klare, men vi håper at også det skal ende opp med en driftskontrakt, sier Fagernæs.

Aviant har til sammen seks droner i stallen, men det er bare en av dem som vil bli satt inn i blodprøvefrakten. Mens den er i drift, vil det utvikles teknologi og systemer til de andre dronene, og når dette er testet ut og godkjent av Luftfartsverket, vil de oppgraderte dronene settes i drift i stedet.

Aviant holder også på med å utvikle en autonom landings- og lasteplattform for dronene. Den skal gjøre det mulig for helsepersonell å levere prøvene uavhengig av når dronen kommer. Dronen vil så selv laste opp prøvene som skal fraktes, og også bytte batteri dersom det er nødvendig. Det brukte batteriet vil lades opp, og stå klart til nytt bytte neste gang dronen kommer.

Fagernæs sier til Inside Telecom at noe av teknologien som utvikles nå, er så unik at den kommer til å bli forsøkt patentert.

Stort marked

Det er ingen liten nisje dronepionerene i Aviant nå jobber for å få fotfeste i. Mengden blodprøver som transporteres til norske sykehus i dag, er enorm. Bare mellom Røros og Trondheim kjøres det 50 blodprøver daglig, forteller Fagernæs. På årsbasis er det flere millioner prøver som fraktes rundt i helse-Norge, i all hovedsak med bil.

Aviant har fått midler fra Forskningsrådet og investorer til å holde driften i gang i rundt ett år. I løpet av den tiden håper de at de har klart å vise at dronetransport fungerer i de tre prosjektene de er med i, slik at de også kan konkurrere om nye transportkontrakter.