Квадрокоптеры! Кошмар или спасение человечества?

Всего через семь лет после первого полета братьев Райт – то есть уже более века назад – американец Чарльз Франклин Кеттеринг подумал, что механическая птица вместо живого пилота способна нести на себе бомбу с часовым механизмом, которая взорвется при подлете к цели. Поскольку авиация изначально (и не без оснований) многими рассматривалась в качестве нового вида оружия, моральные аспекты тут большой роли не играли. Проект Kettering Bug в прямом смысле слова не взлетел по чисто технологическим ограничениям. В начале XIX века для создания настоящего ударного дрона было еще слишком мало фундаментальных наработок.

Прошло почти 50 лет. Авиация перестала быть экзотикой и вошла в обычную гражданскую и военную жизнь. Мощные моторы, легкие прочные конструкции, аэродинамика, системы навигации и связи – полный комплект для уверенного пилотирования. Более того, появились и прошли испытания первые настоящие автопилоты. Автоматизация некоторых операций была и раньше, но начиная со взлета и заканчивая посадкой – первый прецедент появился в 1947 году. А в 1950-х годах дистанционно-управляемые вертолеты начали доставлять подводникам гостинцы от моряков – самонаводящиеся противолодочные торпеды. Вертолеты серьезные, не игрушечные. Тонна взлетного веса 50-70 км дальности полетов. Середина прошлого века, между прочим.

Большие самостоятельные «птички» никуда с тех пор не делись, они только совершенствовались. Например, современный израильский беспилотник Eitan обладает размахом крыльев 26 метров при длине в 15 метров (больше размеров теннисного корта). Вес – 4 тонны, плюс еще 1 тонну он способен поднимать в воздух. Время в воздухе – до 36 часов. Вдумайтесь: до полутора суток без посадки, с тонной груза на борту! Собственно, к беспилотникам формально можно причислить крылатые ракеты, а также любые летательные аппараты, управляемые дистанционно или оснащенные автоматикой. Вплоть до орбитального корабля «Буран», который 15 ноября 1988 года совершил первый в мире полностью автоматический полет с выходом на орбиту и успешно вернулся на Землю. Так что с летающими гигантами давно полный порядок. Проблемы были с миниатюризацией.

Дрон спешит на помощь!

Авиация – предельно прагматичная отрасль. Ничего лишнего. Однако, чтобы «всего лишь» поднять в воздух маленький аппарат, он уже должен обладать достаточно мощным двигателем, а также запасом топлива или другой энергии. Поэтому даже без полезного веса, устройств навигации и прочих сугубо необходимых приспособлений, долгое время баланс веса и мощности для миниатюрных дронов не сходился. Наконец, все было изобретено, отлажено и собрано вместе:

• Легкие, прочные композитные материалы и сплавы металлов;
• Компактные и экономичные двигатели;
• Микропроцессоры и программное обеспечение;
• Миниатюрные GPS-навигаторы;
• Дешевые и маленькие IMU (инерциально-измерительные модули для определения скорости, ускорения и положения в пространстве).

Остается добавить к этому беспроводные коммуникации для надежной связи оператора с беспилотником, крошечные фото- и видеокамеры, почти невесомые микрофоны, гибкие манипуляторы для захвата разнообразных предметов – и вот они, настоящие дроны! Маленькие, юркие, дешевые и невероятно перспективные. Оставим инженерам соревнования в микроскопичности летучих устройств – размером с ладонь, монету, зрачок тушканчика, кто меньше? – и попробуем оценить, что все это для нас значит.

Прежде всего, почему большие дроны не так важны, как маленькие? Смотря для каких целей. Некоторые задачи никто кроме «тяжелой артиллерии» решить в принципе не сможет. Но огромные БПЛА, напичканные дорогостоящей аппаратурой и тем более вооружением, независимо от своей «видовой» принадлежности – это все-таки авиация. Беспилотная, но авиация. Долго, дорого, сложно, так просто не купишь, обслуживать проблематично, даже хранить непонятно где, не говоря о множестве других ограничений. Другими словами, в большой тираж не выйдет и глобально технологический климат на планете не изменит.

А маленькие дроны, дешевые и юркие, могут изменить. Уже меняют. Дроны можно купить в магазине или заказать по интернету. Полностью готовыми к полету или набором запчастей, в виде конструктора. Цены на множество моделей уже более чем доступны, и они постоянно снижаются. В отличие от высоты и дальности полетов, а также полезной нагрузки и количества вспомогательных устройств – здесь, наоборот, наблюдается лавинообразный рост. Получается, что дроны мягко, но уверенно становятся чем-то очень масштабным.

Пожалуй, потенциал беспилотников можно условно сравнить с тем разнообразнейшим и необратимым влиянием, которое оказал и оказывает интернет. Даже история у них похожая – военная технология, за которой «не уследили», и полезное изобретение досталось, в том числе, простым людям.

Беспилотники захватывают небо

Получив в свое распоряжение миниатюрный летающий аппаратик, простые люди, естественно, первым делом начинают развлекаться. Самое очевидное – просто полетать туда-сюда, порадоваться жужжанию в воздухе. Любой, кто сам пробовал, подтвердит, что это звучит банально, выглядит примитивно – зато эмоций вызывает неожиданно много, причем сплошной восторг. Взрослые мужики отбирают пульты у собственных детей и начинают «налет часов», а возможно, дней или недель. Коллегам и деловым партнерам дарят беспилотники, которые успешно конкурируют с работой по приоритетам.

Если поднять планку и от самых дешевых моделей перейти к просто недорогим – тут простор и высота, фото- и видеосъемка, осмотр местности с высоты птичьего полета и воздушные бои, фигуры высшего пилотажа, выполнение «миссий», соревнования. Народ входит во вкус, начинает изобретать необычные ракурсы и способы применения. Можно полетать среди взрывающихся петард и снять фейерверк в небе, прямо в гуще событий. Нарядить дрон в маскарадный костюм и пугать прохожих до панического ужаса. Или сделать из беспилотника удочку, чтобы порыбачить на середине озера без лодки. Просто выгулять собаку, привязав поводок к дрону – по заданному маршруту, и с видеоконтролем для надежности.

Появляются прикладные игрушки, вроде Sprite, с помощью которой можно быстро осмотреть маршрут сверху. Впрочем, здесь уже начинается территория коммерческих дронов.

Официант сейчас… прилетит

Фактически, дешевые беспилотники выполняют функции личного и безопасного самолета или вертолета, для управления которым не нужно получать летные права, а для запуска – арендовать настоящую взлетную полосу на аэродроме. Зато со многими задачами дроны справляются ничуть не хуже, даже лучше «настоящих» летательных аппаратов.

Назовите практически любую отрасль – скорее всего, беспилотники уже активно применяются в ней или будут применяться в ближайшем будущем:

• Аэрофото- и видеосъемка;
• Геодезия, картография;
• Съемки и замеры для строительных работ;
• «Летающий глаз» службы безопасности и охраны;
• Дроны-гиды и проводники;
• Системы виртуального присутствия;
• Наблюдение за посевами;
• Различные шоу;
• Мониторинг промышленных объектов;
• Связь, обеспечение доступа к интернету;
• Перевозка грузов, службы доставки.

На почтовые функции беспилотников делают особую ставку – мелкие игроки, в основном, для привлечения к себе внимания за счет «технологического пиара», крупные – для реального развития логистики. Известны планы DHL по использованию дронов, готов сервис доставки Amazon Prime Air. Как только процесс начнет становиться массовым, к нему подключатся практически все.

Кстати, сервис доставки необязательно должен оперировать километрами – иногда достаточно слетать на кухню и принести заказ клиенту, сидящему рядом, за столиком. В Сингапуре уже есть сеть ресторанов с дронами вместо официантов. Если дальше так пойдет, скоро и поход к домашнему холодильнику станет утомительным анахронизмом. Заодно можно обучить летающий модуль самостоятельно пополнять запас продуктов.

Свалился как дрон на голову

У идеи множества беспилотников, снующих по воздуху с различными посылками, товарами и прочими поручениями, есть немало противников. Самое распространенное опасение – угроза безопасности. Вдруг дроны столкнутся или упадут, а то и выронят чего-нибудь тяжелое с высоты кому-нибудь на голову.

Претензии такого плана легко снимаются испытаниями, отладкой процессов и контролем – как было со всеми технологическими изобретениями. Справиться с раздражением будет сложнее. Оно довольно универсально и касается, к слову, не только людей. Уже были случаи, когда дрона сбил ястреб в полете, обезьяна палкой и даже нокаутировал кенгуру.

Есть возражения и серьезнее. Из-за беспилотников едва не произошло несколько авиакатастроф. Пилоты пассажирских самолетов видели их опасно близко и вряд ли успели бы среагировать – просто повезло. В Японии на крышу офиса премьер-министра дрон доставил радиоактивный контейнер. Тоже, к счастью, обошлось без жертв. Однако очевидно, что защита от миниатюрных атак с воздуха пока еще отработана довольно слабо, а часто вообще не учитывается.

Летающие шпионы и убийцы

Сложнее всего защититься от маленьких летающих шпионов. БПЛА почти бесшумны, радарами не фиксируются, могут проникать даже сквозь сетки и ограждения. Более того, есть дроны-трансформеры, которые в сложенном состоянии совсем миниатюрны, на летательные аппараты не похожи, и могут быть подкинуты или пронесены на какую-то территорию, а затем активированы и после выполнения миссии вдобавок еще дистанционно уничтожены. Дрон, оснащенный микрофоном и видеокамерой, прибором ночного видения, инфракрасным датчиком, другой специальной аппаратурой – как летучий ниндзя. Военные компании спешно разрабатывают методы обнаружения и нейтрализации таких опасных «пташек». Обыватели тоже обеспокоены. Для самых подозрительных уже шьют одежду из материалов, экранирующих от пристального внимания беспилотников.

Тем временем, функция слежения – просто функция. Ее можно использовать для самых разных целей. Сфера применения зависит от людей с пультами в руках. Одни наблюдают за миграцией редких животных, чтобы знать, как им помочь. Другие выслеживают косяки рыб для вылова. Третьи отслеживают передвижения беженцев и нелегальных эмигрантов.

В Дании БПЛА приспособили для поиска полей конопли. Интересно, что поиск идет по запаху. Устройство получило название Cannachopper. В китайском городе Нанкин действует отряд полицейских дронов – в парах с операторами, разумеется. Что-то вроде кинологов, только собаки умеют летать и, наверное, стрелять?

К сожалению, от одного из самых известных применений беспилотников никуда не деться. Мы часто видим его в кино, и не реже в новостях – если с воздуха можно разыскать кого-то, значит можно и пристрелить. В зависимости от размера и предназначения конкретной модели, боевые дроны оснащаются огнестрельным оружием или ракетами. Им также не составит труда быстро заминировать местность или сбросить бомбу.
О том, как легко превратить игрушку в смертельную, простодушно и публично рассказывают на YouTube. Можно сделать летающий пистолет, а можно и летающий автомат. Миллионы просмотров, людям нравится.

Одна минута для спасения жизни

Приятно, что помимо людей, которые занимаются убийствами, есть также люди, которые посвящают себя спасению жизней. Для спасателей беспилотники давно стали незаменимыми помощниками. Они могут добраться туда, куда иначе никак не попасть – причем очень быстро, что часто бывает критично. С помощью дрона можно поговорить с терпящими бедствие, оценить их ситуацию и дать полезные советы. А также сбросить медикаменты или спасательный круг.

Голландский студент Алек Момонт пошел дальше и разработал «дрон скорой помощи». Используя высокую скорость (до 100 км/ч) и большую полезную нагрузку (до 4 кг), его БПЛА может успеть доставить дефибриллятор всего за одну минуту в радиусе 12 кв. км. При достаточной плотности покрытия это должно радикально снизить количество смертей от сердечных приступов, потому что «неотложки» просто не успевают доехать по вызовам быстро, а фактор времени для спасения жизней в данном случае – решающий.

Не менее полезный проект – доставка проб крови из сельских и труднодоступных районов. Исследования и опыты уже доказали перспективность такого способа экстренных анализов. Врачи часто не могут добраться до больных и поставить точный диагноз. Благодаря летающим ассистентам территория их присутствия многократно расширяется.

Пожарники, спасатели, телохранители – сотрудники всех экстренных служб высоко ценят возможности, создаваемые дронами. Такого раньше не было, сегодня уже реально, а завтра... Что будет завтра?

Отправьте дрон за пивом

Технологии, используемые при производстве беспилотников, постоянно улучшаются. Уже есть прототипы с подзарядкой от солнечных батарей (значит, возможно, некоторым дронам вообще не нужно будет приземляться).

Дроны-трансформеры поднимаются на полном наборе винтов, после чего переходят в режим планирования и часть двигателей «зачехляют», меняя аэродинамические свойства. Или поднимают опорные стойки наверх, открывая полный обзор для объектива камеры.

Очень интересные разработки идут по обучению беспилотников работе в группах. Пока такие проекты носят, скорее, научный и рекламный характер. Но когда нескольких дронов играют в волейбол или сообща строят дом – это завораживает.

Очевидное, но не менее притягательное применение беспилотников – создание летающего мотоцикла. Пока решаются проблемы с полезной нагрузкой, длительностью полетов без подзарядки, безопасностью. Но уже есть прототипы, понятен вектор развития. Это фантастика, плавно переходящая в реальность.

Высказываются идеи по использованию микро-дронов для искусственного опыления растений и нано-дронов в качестве медицинских роботов. Кстати, почему беспилотники должны только летать? Они могут плавать, ползать, бегать, прыгать – все что угодно. Таких примеров уже множество. Несомненно, есть большой потенциал в развитии управления дронами. Многие варианты экранизированы в кино и воплощены в виде прототипов. Но что мешает изобрести новые способы, проще космической сложности пультов и удобнее нелепых размахиваний руками в воздухе? К тому же, частичная автоматизация «рефлексов», обучение БПЛА «общению» с операторами и между собой, модули для самообучения – все это в сумме должно привести к тому, что достаточно будет просто ставить задачи, а затем (выборочно) контролировать результаты.

Здесь очень много открытых вопросов. Ясно одно – после первой кружки пива, за которой сгонял дрон, мир никогда уже не будет прежним. Мы получили новые возможности. Используйте их с толком. Например, станьте суперменом (или хотя бы снимите об этом ролик):

Источник: Executive.ru