Разбираемся, куда движется индустрия беспилотников.
Дроны — летательные аппараты без пилотов на борту — уникальные устройства. До 2010-х годов не было эффективного способа поднять небольшой груз в воздух, будь то камера, датчик, источник света или трансмиттер. Аренда самолётов и вертолётов стоила огромных денег, краны обеспечивали лишь ограниченную мобильность, а воздушными шарами и змеями было невозможно управлять.
Распространение беспилотных коптеров открыло новые возможности в десятках индустрий, от логистики до охраны природы. Сфера коммерческих дронов растёт огромными темпами — около 38% за год. По мнению специалистов, вскоре благодаря ей в одних только США появится 100 тысяч новых рабочих мест. При всех плюсах, доступность такой технологии поднимает и немало вопросов.
Сферы применения
Сельское хозяйство
Дроны используют для высокоточного земледелия, при котором фермеры могут определять участки полей и отдельные растения, которым требуется особый уход или помощь. Это снижает затраты и повышает продуктивность — тратится меньше времени, сил и ресурсов.
Каждый этап работы с растениями становится проще и эффективнее с использованием коптеров. Фермеры могут с высоты птичьего полёта определять места с рыхлой, влажной или менее богатой почвой и планировать работу соответственно. Это на 75% быстрее, чем обходить поля самому.
Пока растения всходят, дроны помогают следить за их состоянием, находить сорняки, анализировать урожайность и факторы, которые на неё влияют. Сбор тоже упрощается: с высоты лучше видно, где продукт созрел, а где ещё нет.
Главным нововведением для сельского хозяйства будет развитие ИИ для дронов. Пока что коптерами должны управлять люди, но с появлением качественного искусственного интеллекта дроны будут всё делать автоматически. Выполнять полёты, собирать данные, анализировать и сравнивать их, оповещать фермеров о проблемах.
Пока автоматизированных решений мало, но результаты многообещающие. Так, японская компания OPTiM продаёт дроны, которые регулярно летают над рисовыми полями и точечно распыляют пестициды, если обнаруживают насекомых. Это в разы снижает затраты на обработку от вредителей.
Доставка и такси
Компании вроде Amazon, Walmart и Google уже несколько лет тестируют доставку дронами. Коптеры, управляемые пилотами, доставляют из магазинов заказы с небольшим весом. Пока что радиус их работы редко превышает 8-10 километров, хотя отдельные модели способны летать на расстояние до 16 километров.
Доставка товаров — одна из самых многообещающих сфер применения дронов. Однако её развитие тормозит то, что коптеры пока недостаточно хорошо летают автономно и что во многих странах им нужна сертификация в государственных агентствах, управляющих воздушным пространством.
Первая проблема, как предполагают эксперты, скоро решится благодаря стремительной эволюции ИИ. Сертификация тоже близко: авиационное управление США уже разработало гайдлайны для внедрения цифровых идентификационных номеров. Скоро дроны официально станут частью американского воздушного пространства.
Цифровые ID будут работать как номерные знаки автомобилей. Беспилотники и другие устройства смогут считывать их на расстоянии, а у властных структур будет доступ к информации о том, кто владеет дроном и с какой целью он должен использоваться.
Регистрация в системах воздушного пространства должна дать толчок и другому виду беспилотных аппаратов — пассажирским дронам. Огромные одно- и двухместные коптеры будут вертикально взлетать и садиться, просчитывать маршруты и перевозить людей.
По некоторым оценкам, рынок беспилотных пассажирских аппаратов достигнет 9 миллиардов долларов к 2030 году, а их распространение поможет снизить нагрузку на транспортные системы больших городов. Летом 2017 года власти Дубая уже тестировали воздушные такси, но результаты не устроили чиновников, и проект так и не запустился.
Впрочем, дроны могут летать не только в воздухе: NASA совместно с военно-воздушным флотом США создали беспилотный космический шаттл. Сейчас он на стадии испытаний.
Строительство и ремонт
Строительные, страховые и инженерные компании используют дроны для инспекции зданий. Они собирают информацию о состоянии материалов, делают фотографии. Раньше для этого требовались услуги индустриальных альпинистов и строительные леса, а теперь достаточно поднять в воздух один небольшой гаджет.
Также дроны с датчиками вроде лидара помогают создавать 3D-модели строительных участков. Это позволяет с большой точностью планировать строительство, изучать состояние грунта и дорог.
Новые технологии дадут коптерам возможность выполнять такие задачи без пилотов, регулярно проводить инспекции, анализировать полученные изображения и докладывать о результатах людям. Развитие материалов и моторов будет повышать подъёмные возможности дронов, так что они смогут доставлять материалы на высоту вместо кранов.
В более далёком будущем наверняка появятся автономные стройки, на которых люди будут лишь наблюдать за процессом, а всю работу будет выполнять оборудование под управлением нейросетей. Прототипы таких систем уже есть.
Искусство
Дроны привнесли много свободы в кино, видео, фото и другие виды визуального искусства. Ракурсы, которые раньше можно было получить только с вертолёта, стали доступны даже любителям.
Коптеры с качественными камерами используют при создании фильмов, рекламы, клипов, влогов. Чаще всего так снимают обзорные и общие планы, хотя в начале 2020-х годов видеографы начали использовать FPV-дроны, которые управляются с помощью VR-шлемов и развивают скорости до 100 километров в час, для динамичных кадров и пролётов через узкие места.
Будущее съёмок при помощи дронов — в автоматизации. Уже сейчас есть коптеры, умеющие следовать за человеком в кадре и летать по ранее заданному пути. Эти технологии будут улучшаться: девайсы научатся держать в кадре несколько человек, вовремя менять фокус с одного объекта на другой, выбирать живописные ракурсы.
Развлечения
Дроны используют и для развлечений. Например, с начала 2010-х годов группы квадрокоптеров со светодиодами запускают на праздниках, чтобы составлять изображения и показывать анимацию в ночном небе.
В таких представлениях участвуют сотни, иногда тысячи дронов. Благодаря развитию искусственного интеллекта и технологий производства дронов, организовывать световые шоу будет проще и дешевле.
Квадрокоптеры также участвуют в гонках. Пилоты в VR-шлемах выполняют точные манёвры на скоростях до 160 километров в час, управляя гаджетами от первого лица.
До 2019 года в Нидерландах проводили бои дронов. Предполагалось, что результаты сражений будут учитываться при разработке мер по защите от квадрокоптеров. Вероятно, в скором будущем мы увидим бои, гонки, олимпиады и другие состязания с участием автономных дронов.
Экстренные ситуации и безопасность
Дроны помогают экстренным службам эффективнее оказывать помощь. Например, пожарные используют их для того, чтобы изучать место пожара с разных ракурсов, следить за движением пламени, направлением ветра и состоянием здания. При тушении Нотр-Дама в 2019 году службы в реальном времени изучали пожар с помощью коптеров, что помогло избежать ещё больших разрушений.
Беспилотные аппараты используют также при поиске пропавших людей. В британском Сассексе есть специальная поисковая группа, которая прочёсывает местность с высоты при помощи дронов. Её услугами пользуются полицейские, когда нужно, к примеру, отыскать потерявшегося ребёнка или пожилого человека. Помимо этого, полиция использует квадрокоптер с камерой, чтобы патрулировать периметр аэропорта в Гатвике.
С середины 2010-х годов при сходе лавин, землетрясениях и других бедствиях экстренные службы запускают в воздух дроны в поисках выживших. Так, после землетрясения в Турции в 2023 году с помощью квадрокоптеров с тепловизорами под завалами находили людей.
Развитие автономных ИИ откроет много возможностей в этих сферах. К примеру, дроны смогут сами изучать места катастроф, обнаруживать выживших, оценивать их состояние и включать тревогу. А также патрулировать здания и улицы, распознавать аварии и преступления, искать преступников в толпе.
В разработке уже есть дроны, оснащённые брандспойтами, которые упрощают борьбу с огнём. В будущем можно ожидать появления беспилотников, которые автоматически определяют и тушат очаги пожара.
Помощь отдалённым районам
В некоторых странах есть районы и населённые пункты, до которых сложно добраться даже на машинах высокой проходимости. Когда больницам в таких местах срочно требуются редкие лекарства, кровь, плазма или другие ресурсы, доставка может занять несколько часов или дней.
Дроны — идеальное решение проблемы. Они преодолевают километры и возвращаются обратно за несколько минут, при этом один полёт часто стоит дешевле поездки на авто.
Компания Zipline выполняет такие доставки в Руанде: медикаменты загружают в дроны, которые запускают с помощью механизма, похожего на рогатку. Аппарат сам долетает до нужной точки, сбрасывает посылку, которая спускается на парашюте, а потом возвращается на базу, где его, как истребитель на авианосце, автоматически «ловит» специальный тормоз.
Исследования показывают, что гаджеты Zipline справляются на 61% быстрее наземных способов доставки и помогают снизить расход донорской крови на 67%. Они спасают жизни — почти половина доставок Zipline в Руанде связаны с экстренной помощью.
В будущем беспилотные аппараты будут играть важную роль в жизни отдалённых районов. В начале 2020-х годов производители начали разрабатывать дроны на солнечных батареях: если снизить энергопотребление, такие гаджеты смогут находиться в воздухе почти бесконечно. Они будут, например, раздавать интернет там, куда трудно провести кабель.
Охрана и изучение природы
Способности дронов в изучении местности с высоты полезны и в природоохранной сфере. С их помощью специалисты следят за размыванием почвы, анализируют состояние лесов и наблюдают за численностью и перемещениями диких животных.
В 2015 году документалисты и учёные отправились к действующему вулкану в Вануату, где использовали дроны, чтобы получить снимки и видео кратера. Несколько девайсов утонули в лаве, но команда получила уникальные кадры, для которых раньше нужно было бы арендовать вертолёт.
Отдельные компании уже начали использовать автономные коптеры для охраны природы. В 2023 году в Канаде опробовали беспилотник, который сам регулярно облетает участок леса и формирует его трёхмерную карту. Также в разработке находятся несколько систем опознавания животных с помощью камер и тепловизоров. Результаты впечатляют: после нескольких итераций один такой ИИ развил точность в 92%.
Исследователи Корнельского университета создали программу, которая позволяет рассчитать, сколько солнечной энергии земельный участок отражает или поглощает. Это помогает в борьбе с изменениями климата: лесные хозяйства понимают, куда сажать деревья, строительные компании эффективнее планируют застройку.
Как полагают эксперты, скоро дроны будут автоматически анализировать леса, наблюдать за популяцией животных, качеством воздуха и изменениями температуры.
Опасности
Доступность небольших летательных аппаратов с камерами и другими датчиками открывает много перспектив, но создаёт не меньше проблем. Одна из них — нарушение тайны личной жизни. С тех пор, как дроны начали набирать популярность, появились случаи, когда с их помощью следили за людьми, поднимая гаджет на высоту или заглядывая в окна.
Правоохранительные органы считают, что воры-квартирники могут использовать квадрокоптеры, чтобы изучать дома потенциальных жертв.
Когда корпорации начнут массово доставлять заказы дронами, они смогут, к примеру, делать фотографии домов и людей, оказывающихся в объективе. Это позволит собирать много данных о личной жизни населения: когда они уезжают из дома и на чём, куда ходят на прогулку, какую одежду носят, чем занимаются во дворе. Как этому противостоять.
Пока что у государственных служб и хай-тек компаний нет чётких ответов. Владельцы дронов вольны поднимать коптеры выше любых заборов рядом с чужими домами и наблюдать за кем угодно в зоне видимости, летать мимо окон, делать фото и видео.
Кроме камер на беспилотники прикрепляют и более опасные вещи. В 2018 году президента Венесуэлы попытались убить с помощью двух дронов с бомбами, но оба взорвались до того, как достигли цели.
В 2021-м кто-то атаковал электростанцию в штате Пенсильвания с помощью беспилотника. Силовые органы предполагают, что злоумышленник надеялся создать короткое замыкание с помощью медной проволоки, прикреплённой к квадрокоптеру двумя верёвками. К счастью, атака провалилась: дрон упал на крышу соседнего здания и сломался.
Технологии беспилотных аппаратов развиваются. Скоро устройства смогут поднимать больше веса, а значит, носить больше разных приспособлений. Новые виды двигателей — водородные и гибридные — позволят им дольше летать без дозаправки, а достижения в сфере ИИ обеспечат автономность в принятии решений.
Представьте себе дрон, несущий несколько килограммов взрывчатки, который может сам дождаться нужного времени, взлететь, добраться до точки назначения, облетая препятствия, распознать лицо жертвы, влететь в неё и сдетонировать. Это звучит как эпизод из шпионского фильма, но на деле мы не так уж далеки от этой реальности.
Хотя пока неясно, что делать с опасностями, которые несет технологическая революция, будем надеяться, что государственным службам хватит времени, чтобы найти ответы на эти вопросы. Все-таки, хотим мы этого или нет, в ближайшие годы беспилотников в нашей жизни будет становиться только больше. Главное — избежать вреда и принести с их помощью больше пользы, ведь с ними многие задачи могут стать проще, а работа эффективнее.
