這是沒有使用D•ICE系統(tǒng)的無人機機翼前緣的樣子
THEINSTITUTE 2013年 博士候選人金姆·l·索倫森和他的顧問、IEEE高級會員托爾·阿恩·約翰森與美國海岸警衛(wèi)隊代表討論了軍方面臨的一個相對新的挑戰(zhàn):在無人機和其他無人駕駛飛行器上結冰。無人駕駛飛機沒有配備防止積冰的保護裝置。
索倫森（Sorensen）負責尋找解決方案，他確定使用電熱技術和算法來自主檢測和消除無人機在飛行中的結冰是最好的方法。這成為他的博士學位項目的重點。
當時，他正在位于特隆赫姆的挪威科技大學(Norwegian University of Science and Technology)自主海洋操作與系統(tǒng)中心(Center for Autonomous Marine Operations and Systems)攻讀博士學位。
約翰森，現(xiàn)在是該中心的首席研究員，是無人機實驗室的主任，也是一位受人尊敬的教授。
索倫森說，從那次會議上，人們對他的工作產(chǎn)生了興趣。2014年，他作為訪問研究員前往NASA的Ames研究中心，繼續(xù)他的工作。索倫森在該中心的科學家的幫助下在那里建立了他的系統(tǒng)的第一個原型。該原型機于2015年在從安克雷奇美國空軍基地聯(lián)合基地埃爾曼多夫-理查森（Elmendorf-Richardson）飛出的無人機上進行了測試。
從那時起，索倫森說，這項技術已經(jīng)在風洞和無人機飛行中進行了定期測試。
2017年，約翰遜，索倫森，索倫森博士同學KasperT.Borup和大學的技術轉讓辦公室在特隆赫姆成立了UBIQ航空航天公司，以將該技術商業(yè)化，現(xiàn)在將其稱為D•ICE。
Borup在大學里專門研究自動化和機器人技術，他的研究興趣包括非線性控制系統(tǒng)及其在無人機上的應用。
Sorensen是該創(chuàng)業(yè)公司的首席執(zhí)行官，Borup是其首席技術官，Johansen是技術顧問，也是UBIQ董事會成員。
該公司上個月向第一位客戶交付了用于機翼的電熱板。
危險情況
索倫森說，飛機的機翼、穩(wěn)定器、螺旋槳和傳感器的前緣往往會積冰。
結冰“被認為是有人駕駛飛機最危險的天氣現(xiàn)象之一，”索倫森說。機翼上的冰凍水會增加其重量，從而降低升力并可能導致飛機失速。螺旋槳上的冰會增加阻力并減小推力。傳感器可能會鎖定，從而干擾自動駕駛儀測量速度和高度的能力。
飛機使用各種方法除冰。充氣除冰帶可以固定在機翼和穩(wěn)定器上。當充氣除冰帶上積冰時，可以將它們充氣使其破裂。螺旋槳，傳感器和其他組件上使用的是連續(xù)或間斷的電熱。
對于無人機，就像大型飛機一樣，機翼、螺旋槳和機尾飛行過程中積聚的冰會使其飛行危險，甚至導致墜毀。
新興研究領域
Sorensen說，在無人機上結冰是一個相對較新的研究領域，具有“未知參數(shù)”。他為博士學位研究了幾種解決方案。設計并最終確定了自主的電熱系統(tǒng)，該系統(tǒng)比機械和化學除冰系統(tǒng)更輕。
Sorensen說，電熱板可以在制造過程中嵌入到無人機的機翼中，也可以附著在現(xiàn)有機翼上。當系統(tǒng)檢測到無人機的預期空氣動力學偏離時，將激活面板，這表明機翼上正在結冰。
D•ICE使用兩種算法進行結冰檢測。一種是基于加熱區(qū)的熱響應；另一種是基于加熱區(qū)的熱響應。另一種涉及空氣動力學方法，其中系統(tǒng)估算相關參數(shù)，例如升力和阻力，并推斷其是否由于結冰而退化。
該公司為此技術申請了美國專利。
D•ICE的早期版本在IEEEXplore數(shù)字庫中發(fā)表的一篇論文中進行了描述。
更多功能
Sorensen說，公司首先要專注于機翼的前沿。但是該小組的目標是在其他無人機零件上使用其技術。
該小組還正在編寫檢測和控制算法，以允許系統(tǒng)分配適當量的能量，Borup說。
UBIQ還正在研究一種裝置，以控制提供給熱敏面板的能量。Borup說：“這使我們能夠以靈巧的方式除冰，這樣我們就不會以驚人的速度消耗能量。”“由于飛行時間短，我們需要對無人駕駛飛機上的能源使用方式非常明智。”
研究衍生
由于D•ICE的想法是由大學進行的研究產(chǎn)生的，因此創(chuàng)始人經(jīng)歷了技術轉讓過程，這使大學擁有了公司的部分所有權以及銷售的特許權使用費。
UBIQ已從包括挪威研究委員會在內(nèi)的許多來源獲得資助。Borup預計UBIQ將為2022年的A輪種子融資做好準備。
“我們堅信UBIQ將取得巨大成功，”Sorenson說。“一旦客戶報告說D•ICE解決方案正在解決他們的結冰問題并為他們提供可操作的可預測性，籌款活動就會變得更加容易。”
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