В то время, когда дроны регулярно появляются в новостях и их количество в нашем воздушном пространстве увеличивается, это хорошая идея, для того чтобы сделать шаг назад и рассмотреть самые основные и важные вопросы: что именно представляет собой дрон и какое отражение найдет в нашей повседневной жизни?
Ответ оказался более сложным, чем ожидалось. Строго говоря, дрон - беспилотный самолет, который может летать автономно, т.е. без контроля человека.
Дроны, также называемые беспилотными авиационными системами (БАС), могут значительно различаться по размеру, возможностям и стоимости. И мировой рынок данной технологии в последние годы стремительно растет. Количество исследовательских центров и предприятий по производству увеличивается ежегодно на 3–7%. Мировые расходы на исследования и закупку БАС уже превышают миллиарды долларов (США). С теми инвестициями, которые имеют место, ясно, что мир обращает свое внимание и становится более ориентированным на данную отрасль и все связанные с ней элементы. Это включает в себя летательные аппараты, станции управления и линии связи, а не только сами транспортные средства.
У меня была возможность обсудить эту тему с несколькими предприятиями отрасли, включая швейцарского производителя дронов senseFly, чтобы изучить, как используются современные беспилотные самолеты, проблемы связанные с увеличением эффективности технологии и перспективные тенденции, стоящие как перед разработчиками стандартов, так и самой промышленностью.
Нечего опасаться?
Слово «дрон» может вызвать в воображении множество различных эмоций и, главным образом, у непосвященных несколько необоснованное чувство страха. Большинство из нас в средствах массовой информации встречали фотографии военных беспилотных летательных аппаратов, используемых для шпионажа и наносящих ущерб объектам и человеческим жизням. Но дроны – это намного больше, чем просто инструмент, который используют в военных целях, и, зачастую, та субъективная оценка не заслужена. Эта эволюция необратима, так как у людей появляется более глубокое понимание позитивного вклада использования дронов в коммерческой сфере и ради общего блага.
Возьмем, к примеру, технологии, лежащие в основе продуктов senseFly. В 2001 году в Швейцарии в École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) команда научных исследователей начала исследование управления и прокладки маршрутов летающими насекомыми. Эта первая научно-исследовательская работа привела к созданию высокоинтегрированной системы автоматического управления, которая использует умные стратегии управления, подобно обнаруженным у мух и пчел.
Компания senseFly основана в конце 2009 года, и вскоре после этого был запущен в производство первый коммерческий продукт - swinglet CAM. В 2012 году senseFly объединился с Parrot Group и продолжил вести разработки приложений по картографии и ГИС (географическим информационным системам) для мини дронов. Дроны senseFly, например, используются специалистами, представляющими широкий диапазон отраслей промышленности, – не только для топографической съемки и ГИС, но и в сельском хозяйстве, оказании гуманитарной помощи, охране природы и рациональном природопользовании, лесном хозяйстве, научно-исследовательской деятельности и пр.
«Вкратце, - говорит Жан-Кристоф Зюфферей (Jean-Christophe Zufferey), генеральный директор и соучредитель senseFly, - предложенная нами технологии – это возможность для наших заказчиков улучшить эффективность, повысить ценность их трудовой деятельности. Означает ли это уменьшение ответственности эксперта на исследуемом участке, лучшее обеспечение неправительственных организаций имеющей практической ценностью информацией или обеспечение возможностей для тех, кто выращивает продукты питания, лучше удовлетворять высоким требованиям в мире?».
Пожалуй, сельское хозяйство является наиболее перспективным развивающимся рынком. Дроны позволяют фермерам, сельскохозяйственным кооперативам и поставщикам услуг, таким как агрономы, создавать так называемые «карты отражательной способности» сельскохозяйственных культур. Эти карты позволяют сотрудникам оценить, в каких областях поля находятся зерновые культуры, которые страдают, например, из-за болезни или нехватки воды, что в свою очередь, может помочь оптимизировать процедуры и повысить урожайность.
Ясность стандартизации – актуальный вопрос в наше время.
Картографический комплекс eBee Ag, выпущенный senseFly, обещает принести огромные плоды – без преувеличения. eBee Ag – это минидрон с аэрофотосъемкой, который обладает возможностью собирать аэрофотоснимки с 2470 акр (1000 га) за фазу автоматизированного полета. Эти снимки с использованием программного обеспечения обработки изображений дрона трансформируются в монтаж аэрофотоснимков высокого разрешения (2D карты), прежде чем будут применены специальные алгоритмы, такие как стандартизованный индекс различий растительного покрова, для создания окончательной версии карты, которая будет использоваться профессионалами с целью определения участков сельскохозяйственных культур, которым требуются удобрения или тщательный осмотр.
«Беспилотники senseFly быстро стали незаменимыми аппаратами. Они имеют способность быстро развертываться и позволяют осуществлять топографическую съемку целых территорий за короткий промежуток времени – от ветряных электростанций до плотин, исторических достопримечательностей и музыкальных фестивалей», - говорит Марк Энтвистл (Mark Entwistle), исполнительный директор KaarbonTech, британский оператор дрона. «С помощью наших дронов мы можем получать кристально четкие изображения и более точные модели высотных отметок рельефа, что более экономически эффективно, чем традиционные аэросъемки, и более оперативно, чем использование традиционных способов съемки».
Нормы и правила или их отсутствие
Фото: Приключения дрона
Хоть области применения наглядно демонстрируют ценность и потенциал технологии дрона, нарастает беспокойство относительно неконтролируемого использования беспилотных летательных аппаратов в городских районах, вблизи аэропортов и мест, где они могут оказать разрушительное воздействие.
Действительно ли инструкции согласованы по всему миру? Одним словом, нет. В настоящее время правила относительно использования беспилотников значительно различаются в зависимости от страны. В некоторых странах, таких как Франция, Швейцария, Канада и Великобритания, четко определенные нормы уже существуют. Как правило, они предусматривают такие вещи, как действие угла обзора, использование вне городских условий, ограничения по весу беспилотного летательного аппарата и, зачастую, предел высоты полета.
В большинстве стран, где существуют нормы, полеты над толпами людей и густонаселенными районами запрещены. Но при этом, получая высокоточную географическую информацию, профессионалам предоставляется возможность принимать лучшие из решений. Этот новый подход использования беспилотных летательных аппаратов для сбора точных геоданных все больше и больше вытесняет занимающие много времени, а иногда и опасные наземные способы ведения работ. Или же «пробелы восполняются» наземными методами ведения работ и применяются изображения широкого охвата, получаемые с помощью пилотируемых летательных аппаратов, или при получении снимков со спутника, которые являются дорогостоящими и чувствительными к большому количеству облачности, а в случае использования спутников, это еще зачастую и изображения низкого качества.
В других странах нормативные требования касательно дронов не установлены, вследствие чего некоторые правительства полностью заблокировали использование беспилотных летательных аппаратов, тем временем как другие так и не приняли какого-либо решения. Однако поскольку рынок растет и развивается с рекордной скоростью, понимание общества и правительств относительно потенциальной выгоды от использования дронов увеличивается, соответственно, эти различные регулирующие положения будут стремительно совершенствоваться.
Согласно Кортни Робинсон (Cortney Robinson), директору Инфраструктуры Гражданской авиации в Ассоциации Авиакосмической промышленности США и новому Секретарю ISO/TC 20/SC 16 Авиационные и космические аппараты - Беспилотные самолеты, разработка и внедрение соответствующей политики и производственно-технической базы, по видимости, является наиболее трудным и интересным аспектом данной технологии. «Для беспилотных летательных аппаратов оптимальная инфраструктура – цифровая, посредством спутника передача информации, навигация и наблюдение. Международная организация гражданской авиации и ведущие воздушные поставщики услуг навигации, включая FAA (Федеральное управление авиации) в США, влияют на разработку международного стандарта с целью преобразования БАС, вкладывая капитал в инфраструктуру, как NextGen, который предусматривает эффективный доступ в воздушное пространство для всех пользователей, сохраняя при этом безопасность».
Отображая сложности
Количество исследовательских центров и предприятий по производству увеличивается ежегодно на 3–7%
Как именно могут помочь стандарты? Ясно, что стандартизация БАС - это важная проблема в наше время в связи с растущим спросом на рынке гражданской беспилотной авиации и увеличивающимися возможностями использования в общественных и частных целях.
Ситуация усложняется тем, что существует и используется множество типов беспилотных летательных аппаратов, в том числе серия регулируемых по высоте и сильно различных по массово-габаритным типам. Поскольку отсутствуют единые стандарты проектирования, правила и нормы в сфере протокола обмена данными, навигации и управления и совместного присутствия в том же воздушном пространстве пилотируемых, беспилотных и дистанционно-пилотируемых летательных аппаратов, это приводит к значительным сложностям в управлении воздушным трафиком вокруг аэропортов и жилых районов. Также возникают вопросы, связанные с безопасностью и совместимостью. По причине низкого уровня стандартизации на данном этапе создание новейших современных непилотируемых систем представляет собой значительную проблему.
Однако Кортни (Cortney) полагает, что с технической точки зрения окно возможностей широко распахнуто. В свою очередь это станет преимуществом норм, которых все еще не хватает. И если нынешние тенденции сохранятся, то сложность с течением времени будет только возрастать.
«Международные стандарты имеют решающее значение в создании глобального коммерческого рынка, что широко известно. Очень важно, что эти стандарты приводят к согласованности на глобальном уровне для обычного режима доступа БАС в воздушном пространстве, что позволяет расширить коммерческий рынок, сохраняя безопасность и увеличив эффективность использования воздушного пространства", - говорит Кортни (Cortney).
Заинтересованные представители промышленности и компании, такие как senseFly, играют большую роль в определении соответствующих стандартов, руководящих принципов и протоколов внедрения, которые совершенствуют интеграцию данных БАС относительно организации рабочего процесса точного земледелия и многих других отраслей. Реакция рынка, которую обеспечивает применение стандартов, неоценима, что также поможет senseFly, другим производителям БАС, и компаниям в цепочке поставок в дальнейшей оптимизации технологии в соответствии с меняющимися потребностями промышленности. Задача стандартов - способствовать дальнейшим инновациям.
Подводя итог, Жан-Кристоф (Jean-Christophe) и Кортни (Cortney) сходятся во мнении, что уровень сложности БАС и имеющие место сложности требуют последующего анализа. «Создание подкомитета по БАС в ISO – огромный шаг вперед», - объясняет Жан-Кристоф (Jean-Christophe). «Это должно помочь углубить понимание и признать выгодной технологию дрона. Данная осведомленность общества может иметь только благоприятный эффект относительно будущих нормативных требований».
Новые области
Фото: Приключения дрона
Так куда мы движемся дальше? Для начала, важно признать огромный потенциал автономного полета и продолжительную позитивную степень технологии дрона, которая может иметь место в нашем мире. Это влияние, похоже, будет только расти, так как все больше и больше профессионалов приходят к пониманию тех преимуществ, которые могут принести дроны, а правительства продолжают устанавливать прагматичные нормы, которые безопасно интегрируют данные летательные аппараты в национальные воздушные пространства.
Что касается следующих шагов в сфере стандартизации, мы должны отдавать себе отчет, что существует ряд приоритетов. «Мы должны принять рискориентированный подход и сбалансировать самые эффективные цели и задачи проекта в соответствии эксплуатационными рисками», - говорит Кортни (Cortney). Это верный путь к созданию определенного обоснования безопасности для этой новой технологии. В киноиндустрии США существуют твердые аргументы в пользу того, что применение БАС увеличивает безопасность по сравнению с использованием вертолетов на съемочной площадке. Конечно же, полеты над людьми несут более высокий риск, но решение FAA ослабить ограничения для операций в Арктике является хорошим началом».
Стандарты по обнаружению и предотвращению обнаружения, руководству и контролю являются важнейшими направлениями для разработки. Обнаружение и предотвращение обнаружения позволяет поддерживать безопасное расстояние между БАС и другими летательными аппаратами, и является ключом к переходу от беспилотных летательных аппаратов к полностью автономным. Руководство и контроль обращается к использованию радиочастотного спектра для того, чтобы гарантировать безопасный полет. В этой области был достигнут определенный прогресс и все усилия сводятся к тому, чтобы получить от Международного союза электросвязи распределения частот для операций за пределами радиовизирования с использованием фиксированных услуг спутниковой связи.
Независимо от подхода к гармонизации национальных стандартов с международными раскрытие потенциала БАС будет одной из наиболее горячо оспариваемых тем в научно-техническом и авиационном секторах в обозримом будущем. Но время и те меры по поощрению инноваций, затраченные на повышение безопасности, должны, в конечном счете, завоевать народное признание, тем самым поддержав дроны в воздухе всерьез и надолго.
