Napjainkban szinte mindenki repült már drónnal, vagy hallotta már az általuk keltett csúnya nyávogó hangot. Bár a kis drónok (20 kg-ig) körülbelül 40 decibellel halkabbak, mint a hagyományos polgári repülőgépek, magas hangot adnak ki – amit az emberek általában nagyon idegesítőnek találnak.
A Nasa egyik tanulmánya szerint a drónok hangja idegesítőbb, mint a közúti járműveké. A saját kutatásaim pedig azt találták, hogy a drónok zaja kevésbé élvezhető, mint a polgári repülőgépeké – még azonos hangerő mellett is.
A probléma része, hogy a drónok gyakran viszonylag alacsony magasságban repülnek olyan lakott területek fölött, amelyek általában nincsenek kitéve a repülőgépek zajának. Ez valószínűleg feszültségekhez vezet az ennek kitett közösségeken belül. Kétségtelen, hogy ha a zajproblémákat nem kezelik megfelelően, akkor azok kisiklathatják a drónok szélesebb körű elterjedését és kereskedelmi forgalomba hozatalát, és veszélyeztethetik a drónok által elérhető jelentős társadalmi előnyöket.
A kis és közepes méretű drónokat például már most is számos alkalmazásban használják, például orvosi szállításokhoz és eltűnt személyek felkutatásához. Egy másik innováció a kereskedelmi repülésben az elektromos függőlegesen fel- és leszálló (és esetleg autonóm) járművek kifejlesztése a városi személyszállításra.
A különböző repülőgépgyártók jelenleg több “városi légi mobilitási” járművet vagy “repülő taxit” fejlesztenek. Mind a drónok, mind a repülő taxik a hagyományos polgári repülőgépektől jelentősen eltérő hangokat fognak produkálni, és hasonló problémákat vetnek fel a zajterheléssel kapcsolatban.
2019-ben elindítottam egy kutatási irányvonalat, amelynek célja két nagy kérdés megválaszolása volt: Hogyan fognak a közösségek reagálni ezekre a szokatlan zajjelzésű új járművekre, amikor azok elkezdenek nagy léptékben működni? És hogyan lehet javítani ezeknek az új járműveknek a tervezésén, hogy megvédjék az adott közösségekben élők egészségét és életminőségét?
Az első kérdés megválaszolásához azt vizsgáltuk, hogy a drónok működése hogyan befolyásolhatja egy sor tipikus városi zajkörnyezet érzékelését. Mivel a drónok nem repülhetnek 50 méternél közelebb az emberekhez, virtuális valóság technikákat használtunk, hogy rendkívül valósághű forgatókönyveket hozzunk létre egy drón lebegésével válogatott városi helyszíneken.
Ez a laboratóriumi vizsgálat megállapította, hogy egy kisméretű quad-kopter lebegése által keltett zaj jelentősen befolyásolja a hangkörnyezet érzékelését. Például a drón lebegésével a zajbosszantás jelentős növekedéséről számoltak be, különösen olyan helyszíneken, ahol alacsony a közúti forgalom. Ez arra utalt, hogy a közúti forgalom által keltett zaj kevésbé érzékelhetővé teheti a drónok zaját. Tehát a drónok üzemeltetése forgalmas utak mentén enyhítheti a közösségben okozott zajhatás növekedését.
Most sokféle drónt tesztelünk, különböző üzemeltetési manőverekkel. Arra törekszünk, hogy jobban megértsük és megjósoljuk a drónok hangjaira adott emberi reakciókat, és hogy érdemi bizonyítékokat gyűjtsünk az általuk keltett hangok szabályozásának továbbfejlesztéséhez.
Az érzékelés által befolyásolt mérnöki munka
Az emberi reakcióknak a tervezési folyamatba történő integrálásával a járműfejlesztés legkorábbi szakaszában elkerülhetők a nemkívánatos zajok.
Ez történhet közvetlenül szubjektív teszteléssel (emberi résztvevők értékelik és adnak visszajelzést egy sor drón zajmintára), vagy az autóiparban széles körben elfogadott úgynevezett pszichoakusztikai mérőszámok alkalmazásával. Ezek a metrikák lehetővé teszik a különböző hangjellemzők (hangmagasság, időbeli eltérések, hangok) érzékelésének pontos ábrázolását. Ezeket szeretnénk felhasználni a drónok tervezéséhez. Például a rotorok helyzetének optimalizálása, hogy a drónok hangja kevésbé legyen zavaró.
A virtuális valóság technikák és a pszichoakusztikai módszerek kombinációja a drónok tervezésének és üzemeltetésének tájékoztatására elkerülhetővé teszi a költséges és nem hatékony ad-hoc korrekciókat a későbbi szakaszokban, túlmutatva a repülőgépek zajértékelésének hagyományos megközelítésén. De ami még ennél is fontosabb, ha a dróngyártók beépítik ezeket a stratégiákat a tervezésükbe, akkor talán nem csak hatékony, de egy kicsit kevésbé irritáló gépeket is építhetnek.