Tekst KAP Saminna van den Bulk
Foto Raymond Poulina, Tective Robotics
Signaleren, identificeren, vijand volgen
Defensie start het ene na het andere innovatieproject. Het Commando Landstrijdkrachten heeft er zelfs een speciale sectie voor: de afdeling Innovatie. In deze rubriek belicht Landmacht bijzondere trajecten die deze groep initieert of ondersteunt. Ditmaal Swarm-based Persistent Autonomous Reconnaissance (SPEAR).
De vijand waart door jouw operatiegebied, maar waar? Met welke voertuigen treden ze op, hoeveel man zijn er op de been? Vragen die je stelt in geval van verdediging, maar ook bij een aanval kampt de commandant met breinbrekers. Je kan het zo gek niet verzinnen of SPEAR kan helpen bij het beantwoorden van de vraag.
Het vernuftige systeem bestaat uit een zwerm drones, die als groep autonoom opstijgt, landt, surveilleert en zelf de accu wisselt vanaf 1launch and recovery station en de zoektaken onderling verdeelt. Wat begon als winnend idee bij de Defensie Innovatie Competitie is uitgegroeid tot een intelligent zoeksysteem dat de militair kan bijstaan in planning en uitvoering van de operatie.
Handen ineen
In 2020 won Tective Robotics de Defensie Innovatie Competitie met dit project, wat toen de naam ‘SkyHive’ droeg. In 2021 werd het Nationaal Technologie Project (NTP) opgestart, waarin verschillende partijen de handen ineensloegen om het concept op eigen benen te laten staan. Delft Dynamics bouwde de drones, waar onderzoeksbureau TNO de image classification software voor haar rekening nam. Avalor.AI ontwikkelt de aansturing en het slimme zoekgedrag van de zwerm, Tective Robotics richt zich op het launch and recovery-station, de SkyHive.
Slimme software
Met gepaste trots: “We lopen hiermee echt voorop. SPEAR is de optimale compromis in een volledige integratie van hard- en software”, vertelt Hoofd Ontwikkeling & Innovatie Robot Autonome Systemen luitenant-kolonel Martijn Hädicke. Uitgangspunt bij de technologische puzzel die de afgelopen jaren werd gelegd was de hive: een zwerm drones die autonoom en zelfstandig optreedt. Dat begint met slimme software. “SPEAR is uitgerust met een intuïtieve interface, waarin de militair kan aangeven welk gebied de drones moeten surveilleren, afhankelijk van dreiging, terrein of opdracht.”
Het systeem is door Artificial Intelligence (AI) in staat om infrastructuur, bewoonde gebieden en (militaire) voertuigen te herkennen en te identificeren. Deze informatie wordt via het communicatienetwerk doorgegeven aan de eenheid verderop. Vijand gevonden? Dan zijn de drones zelfstandig in staat deze doelen te tracken. Het effect voor de eenheid: “Vroegtijdig dreiging signaleren en doelen identificeren, zonder dat de militair direct voet in het gebied hoeft te zetten of heel veel drones hoeft te bedienen.”
Voor en door Nederland
“Het was een ontzettend mooie leerschool”, vat Mattijs Otten, mede-eigenaar van Tective Robotics, de afgelopen jaren samen. “Eerst wonnen we de DIC, daarna kwamen we de jongens van Avalor.AI tegen. Het klikte meteen en in een consortium van 4 bedrijven gingen we lekker praktisch aan de slag. Ik ben ontzettend trots op de mogelijkheden van de combinatie die SPEAR nu in hard- en software biedt. Daarnaast zie je dat de ‘maakindustrie’ steeds meer uit Nederland verdwijnt: ons systeem is volledig door Nederlandse bedrijven gemaakt.
Volgende stap is het in praktijk brengen van de technologie in een tactisch scenario. Belangrijk, want sinds het uitbreken van de oorlog in Oekraïne is de relevantie van het gebruik van drones in de operatie alleen maar relevanter geworden. Hoewel Defensie bijdraagt aan de R&D mogen we onze zwermtechnologie ook voor andere toepassingen inzetten. Zo zetten we onze drones ook in om boeren bij te staan in het vanuit de lucht inspecteren van hun land.”
Span of control
Dan SPEAR zelf. De hardware omvat een dronebox, de SkyHive. Hieruit kunnen 5 drones tegelijk opereren: opstijgen, landen, batterijen wisselen en weer opgeslagen worden. De drones wegen maximaal 5 kilogram en kunnen een gebied van 5 bij 5 kilometer afspeuren. ‘Een bewuste keuze, vertelt Hädicke. “Tot 5 kilometer is de te verwachten span of control waar een peloton vat op probeert te krijgen.” Een grotere afstand was mogelijk, echter: “Hoe verder, hoe groter en zwaarder de drone.” Daarom valt het systeem nu ook op in haar compactheid: “Het geheel past in een aanhanger.”
Prachtig, maar hoe klein ook: het blijft een vliegmachine met een accu. Eindeloos speuren is geen optie. Een ingenieus accusysteem biedt uitkomst. “Zodra de accu bijna leeg is, berekent de computer de snelste route terug”, vertelt Hädicke. Elke drone heeft daarbij een eigen trigger: de één keert terug bij 10 procent batterij, de ander bij bijvoorbeeld 25. Zo voorkom je dat de volledige zwerm opeens een return to base maakt.
De drone landt autonoom door te mikken op de QR-code op de SkyHive. Na het landen kan de batterij direct worden ‘geswapt’: zo kan de drone binnen 1 minuut alweer de lucht in. De lege batterij wordt vervolgens opgeladen in het laadsysteem van de hive. Omdat er per drone 3 batterijen beschikbaar zijn, kunnen alle 5 drones permanent in de lucht blijven terwijl lege batterijen opladen.
‘Fail until you succeed’
Meubelen
Het devies was ‘fail until you succeed’, in het begin was het dan ook letterlijk meubelen met karton, elastiek en plakband. Met het afronden van dit NTP is het complete systeem en alle technische integratie succesvol getoond in een live demonstratie. “Wat we nu gaan doen is zoeken naar de integratie in ons optreden”, zegt de overste. “Het systeem is makkelijk te bedienen, maar we moeten ook kijken naar doctrines. Hoe gebruiken we de technologie in het optreden en bij wie in het peloton moet de informatie terecht komen?”Daarbij staat de eindgebruiker nog niet vast. Voor SPEAR is een link naar manoeuvre- en verkenningseenheden snel gevonden, maar ook genisten of een Fire Support Team zouden dankbaar gebruik kunnen maken van het systeem. Een eerste testsysteem staat in ieder geval klaar voor levering komende maand. “Juist de interactie met de eenheid is uniek en ontzettend waardevol om te kijken: wie zetten dit in en hoe? We willen daarom met meerdere van deze hives met eenheden de komende tijd gaan experimenteren.”
