Dronebaseret termisk billeddannelse og analyse for energieffektivitet

Sig ordet drone, og du vil sandsynligvis fremtrylle billeder af den nyeste militærteknologi, den nyeste e-handelsleveringsenhed, eller noget, du sætter et GoPro-kamera på til luftbilleder af Grand Canyon.

Alt dette er sandt. I stigende grad, selvom, droneteknologi er på vej ind i traditionelle industrier. Et eksempel er byggebranchen, hvor droner demonstrerer deres potentiale til at hjælpe med bygningsinspektioner. AirWorks, en MIT-luftanalyseopstart, tager den proces et skridt videre. Det Cambridge-baserede firma kombinerer droneteknologi med kunstig intelligens-software af sit eget design for at transformere den måde, konventionelle bygningsinspektioner og landundersøgelser udføres på.

"Vi beskæftiger os med at gøre luftdata tilgængelige og nyttige, " sagde medstifter David Morczinek, MBA '18. "Det kan være for byggefirmaer, regeringer, og byplanlæggere."

Siden grundlæggelsen i 2017, AirWorks har leveret luftanalyse til byggebranchen, ved hjælp af data fanget af dets droner og analyseret af maskinlæringsbaseret behandlingssoftware. AirWorks skabte softwaren, som konverterer luftdataene til landmålinger med en nøjagtighed inden for en tiendedel af en fod og bygningsinformationsmodellering, en digital repræsentation af et anlægs fysiske og funktionelle karakteristika.

Mens droner bliver mere almindelige i byggebranchen, det er hastigheden, som AirWorks mener vil adskille den fra konkurrenterne, sagde Morczinek. I øjeblikket, konkurrenter går ud og samler data for byggefirmaer, men så vil det tage eksperter hundredvis af timer at konvertere disse data til et brugbart format, sagde Morczinek. AirWorks kunstig intelligens-software reducerer den tid, det tager at udføre undersøgelser og inspektioner, til dage.

I begyndelsen af ​​april, AirWorks gennemførte en test af sin nyeste software, som virksomheden håber at have på markedet i begyndelsen af ​​2019, under et energisyn af en syv-etagers bygning i Cambridge, Massachusetts. Hele inspektionen, fra at indsamle data til at analysere dem, tog mindre end 10 timer.

AirWorks brugte termiske kameraer fastgjort til droner, der cirkulerede over bygningen, for at identificere mulige uregelmæssigheder i bygningens facade, ifølge Nourhan Bayomi, SM '17, leder af 3-D modellering og termisk analyse for AirWorks. Disse uregelmæssigheder kan omfatte luftlækager, revner, forringelse, rust, manglende eller beskadiget isolering og områder med fugtindhold, der vil påvirke en bygnings energiforbrug. Ved at bruge data fra en inspektion som denne, AirWorks kan anbefale at løse problemer med termisk brobygning, eller undersøgelse af holdbarheden af ​​byggematerialer, sagde Bayomi, som forfølger en ph.d. på MIT. Projektet blev udført som en del af Bayomis arbejde med Mohammed VI Polytechnic University og med MIT professor John E. Fernandez og Tarek Rakha, PhD '15, fra Syracuse University.

Termisk billeddannelse er en vigtig teknik til vurdering af energieffektivitet, Bayomi forklarede. En bygning kan være nyopført og med et nyinstalleret og energieffektivt system, men det er for intet, hvis bygningens facade lækker, sagde Bayomi. Droner, der svæver over med termiske kameraer, kan fange spildt køle- eller varmeenergi, der lækker gennem en defekt facade.

Droneinspektionsmarkedet er klar til at blive en multi-milliard industri, da disse ubemandede køretøjer gør det engang farlige og tidskrævende arbejde mere sikkert og langt billigere. Inden for tre til fire år efter færdiggørelsen af ​​virksomhedens software, Morczinek vurderer, at AirWorks kan opnå årlige indtægter mellem $10 millioner og $20 millioner.

AirWorks' potentielle kunder er byggefirmaer, entreprenører, civilingeniører, og ejendomsudviklere, sagde Morczinek. Virksomheden er allerede rentabel, ifølge Morczinek, og er involveret i 10 projekter lokalt. De omfatter levering af korttjenester til udviklerne af Maine's Scarborough Downs racerbane og Union Point, en massiv detailhandel, kommerciel, og boligudvikling planlagt syd for Boston.

Konceptet for AirWorks spirede fra Morczineks sind. En autoriseret pilot, han begyndte sin karriere hos Airbus. Drevet af en interesse for den indvirkning luft- og rumfart har på samfundet, han forfulgte en MBA ved MIT Sloan.

Engang betragtet som legetøj, droner har udviklet sig dramatisk de seneste år. De er synonyme med en ny form for krigsførelse. De er vant til at konkurrere konkurrencedygtigt, til eftersøgnings- og redningsaktioner, videnskabelige undersøgelser, dyrelivsbeskyttelse, og at forbinde mennesker til fjerne steder. Og, nu berømt, del af Amazons plan om at ændre e-handel.

Stadig, US Federal Aviation Administration begrænser strengt, hvem der kan betjene droner, og hvor de må flyve. AirWorks har opnået FAA-tilladelse til at operere i Boston og Cambridge luftrum, ifølge Morczinek.

Morczinek erkender, at droner har et blandet ry, der kan bremse deres accept hos en eller anden aktør i byggebranchen. Han foretrækker at kalde droner ved deres alternative navn, UAV'er - ubemandede luftfartøjer - for at undgå de negative konnotationer, der forfølger dem. Men Morczinek sagde, at han er overbevist om, at byggebranchen vil blive vundet over brugen af ​​droner.

"Virksomheder begynder at forstå mere og mere potentialet i [denne] form for information, " sagde Morczinek. "Jeg tror, ​​at offentlighedens mening vil ændre sig en smule, da den ser, hvilken værdi luftdatafangst af UAV kan give."