W dzisiejszych czasach prawie każdy latał dronem lub słuchał nieprzyjemnego, jęczącego dźwięku, który wytwarzają. Chociaż małe drony (do 20 kg) są o około 40 decybeli cichsze niż konwencjonalne samoloty cywilne, wytwarzają one wysoki dźwięk, który ludzie uważają za bardzo irytujący.
Jedno z badań Nasa wykazało, że dźwięki dronów były bardziej irytujące niż te wydawane przez pojazdy drogowe. A moje własne badania wykazały, że hałas dronów jest mniej przyjemny niż hałas samolotów cywilnych – nawet przy tej samej głośności.
Częścią problemu jest to, że drony często latają na stosunkowo niskich wysokościach nad zaludnionymi obszarami, które nie są normalnie narażone na hałas samolotów. Może to prowadzić do napięć w społecznościach narażonych na hałas. Niewątpliwie, jeżeli kwestie związane z hałasem nie zostaną odpowiednio rozwiązane, mogą one uniemożliwić szersze przyjęcie i komercjalizację dronów oraz zagrozić znaczącym korzyściom społecznym, jakie mogą one przynieść.
Na przykład małe i średnie drony są już wykorzystywane do wielu zastosowań, takich jak dostawy medyczne i poszukiwanie zaginionych osób. Inną innowacją w lotnictwie komercyjnym jest rozwój elektrycznych pojazdów pionowego startu i lądowania (i być może autonomicznych) do transportu ludzi w miastach.
Kilka pojazdów „miejskiej mobilności powietrznej” lub „latających taksówek” jest obecnie opracowywanych przez różnych producentów samolotów. Zarówno drony, jak i latające taksówki będą wytwarzać dźwięki znacznie różniące się od konwencjonalnych samolotów cywilnych i będą dzielić podobne problemy dotyczące uciążliwości hałasu.
W 2019 roku rozpocząłem linię badań, której celem było udzielenie odpowiedzi na dwa duże pytania: jak społeczności zareagują na te nowe pojazdy o niekonwencjonalnych sygnaturach hałasu, gdy zaczną działać na skalę? I jak można poprawić projekt tych nowych pojazdów, aby chronić zdrowie i jakość życia ludzi żyjących w tych społecznościach?
Aby odpowiedzieć na pierwsze pytanie, zbadaliśmy, w jaki sposób operacja drona może wpłynąć na percepcję serii typowych środowisk dźwiękowych w miastach. Ponieważ drony nie mogą latać bliżej ludzi niż 50 m, wykorzystano techniki rzeczywistości wirtualnej do stworzenia wysoce realistycznych scenariuszy, w których dron unosił się w wybranych lokalizacjach miejskich.
W tym badaniu laboratoryjnym stwierdzono, że hałas generowany przez zawis małego quad-coptera znacząco wpływa na percepcję środowiska dźwiękowego. Na przykład, odnotowano znaczny wzrost dokuczliwości hałasu w wyniku zawisu drona, szczególnie w miejscach o niskim natężeniu ruchu drogowego. Sugeruje to, że hałas wytwarzany przez ruch drogowy może sprawić, że hałas z drona będzie mniej odczuwalny. Tak więc działanie dronów wzdłuż ruchliwych dróg może złagodzić wzrost wpływu hałasu spowodowanego w społeczności.
Teraz testujemy szeroką gamę dronów, z różnymi manewrami operacyjnymi. Staramy się lepiej zrozumieć i przewidzieć ludzkie reakcje na dźwięki wydawane przez drony oraz zebrać istotne dowody w celu dalszego rozwoju regulacji dźwięków przez nie wytwarzanych.
Inżynieria wpływająca na percepcję
Włączając ludzkie reakcje w proces projektowania, można uniknąć najbardziej niepożądanych hałasów na najwcześniejszych etapach rozwoju pojazdu.
Można to zrobić bezpośrednio za pomocą testów subiektywnych (uczestnicy oceniają i dostarczają informacji zwrotnych dla serii próbek hałasu z drona) lub poprzez wykorzystanie tak zwanych metryk psychoakustycznych, które są szeroko przyjęte w przemyśle motoryzacyjnym. Metryki te pozwalają na dokładną reprezentację tego, jak różne cechy dźwięku (wysokość, zmiany czasowe, tony) są postrzegane. Chcemy wykorzystać je do projektowania dronów. Na przykład, optymalizacja położenia wirników, aby dźwięk dronów był mniej irytujący.
Połączenie technik rzeczywistości wirtualnej i metod psychoakustycznych w celu informowania o projektowaniu i działaniu dronów pozwoli uniknąć kosztownych i nieefektywnych korekt ad hoc na późniejszych etapach, wykraczając poza tradycyjne podejście do oceny hałasu samolotów. Ale co ważniejsze, jeśli producenci dronów włączą te strategie do swoich projektów, mogą po prostu zbudować maszyny, które będą nie tylko wydajne, ale także nieco mniej irytujące.
.