ВЗЛЕТ В БУДУЩЕЕ: НОВЫЕ БИЗНЕС ИДЕИ В ИНДУСТРИИ ДРОНОВ

Дроны более известны как беспилотные летательные аппараты (БПЛА) или беспилотные авиационные системы. По сути, дрон — это летающий робот, которым можно дистанционно управлять. Он может двигаться автономно, используя программно управляемые планы полета во встроенных системах, которые работают в сочетании с бортовыми датчиками и глобальной системой позиционирования (GPS).

История дронов восходит к Италии 1849 года, когда Венеция боролась за независимость от Австрии. Австрийские солдаты атаковали Венецию с помощью воздушных шаров, наполненных горячим воздухом, водородом или гелием, и оснащенных бомбами.

Первый беспилотный радиоуправляемый самолет был использован во время Первой мировой войны. В 1918 году армия США разработала экспериментальный Kettering Bug, беспилотный самолет с «летающей бомбой». Однако Kettering Bug ни разу не использовался в бою.

Первый широко используемый беспилотник появился в 1935 году как полноразмерная модификация биплана de Havilland DH82B “Queen Bee”. Он был оснащен радио и сервомеханизмами управления, установленными на заднем сиденье. Самолетом обычно управляли с переднего сиденья, но, как правило, он летал беспилотно, и использовался для тренировочных стрельб артиллеристов.

Именно тогда появился термин «дрон» для обозначения БПЛА. До того как слово “дрон” стал означать БПЛА, оно означало на английском языке пчелу-самца или трутня. Слово происходит от древнеанглийского dran или dræn. Как и многие английские слова, оно имеет свои корни в протогерманском языке: dran.

Но почему именно трутень по отношению к летательному аппарату? Это название утвердилось в 1935 году, когда DH82В Queen Bee поднялась в небо. Этот дистанционно управляемый самолет был вариантом самолета Tiger Moth (ночная бабочка медведка), который был широко распространен и также был назван в честь насекомого. Переход от ночной бабочки к дрону — это просто расширение метафоры. Словарь Merriam-Webster объясняет:

«Трутни крупнее и тяжелее рабочих пчел, осенью они покидают улей и роятся. Они известны своего рода бездумным, движимым существованием: они не собирают мед, не защищают и не обслуживают улей, и их единственная цель — оплодотворить пчелиную матку.”

Использование термина “дрон” для БПЛА подчеркивает тот факт, что у них нет своей воли. И, их жужжащий полет напоминает звук, издаваемый летящий пчелой.

Технологии БПЛА изначально использовались преимущественно военными. Они использовались для стрельбы по зенитным целям, сбора разведданных и, реже, в качестве оружейных платформ.

Сегодня дрон — это летающий, плавающий или ходящий робот, который либо управляется дистанционно, либо может двигаться автономно с помощью программно программируемых планов полета, заложенных во встроенные информационные системы, работающие совместно с бортовыми датчиками и GPS.

Таким образом, индустрия дронов в широком смысле включает в себя разработчиков и производителей аппаратного и программного обеспечения летающих, плавающих и наземных беспилотных аппаратов, предназначенных для работы с системами неструктурированных данных.

Дроны бывают разных форм, размеров и функций, и их можно классифицировать по различным аспектам.

По области применения дроны делятся на следующие сегменты:

Военный сегмент: Как уже было сказано выше первоначальное применение дронов было именно военным. В вооруженных силах они используются для наблюдения, разведки и нападения. Военный сектор продолжает оставаться основным покупателем дронов, занимая значительную часть рынка.

Коммерческий сегмент: Коммерческое использование дронов является одним из основных факторов, обеспечивающих рост рынка.

Потребительский сегмент: Рекреационное использование дронов привело к созданию совершенно нового потребительского рынка. От энтузиастов фотографии до гонщиков-любителей. Потребительские дроны это также растущий сегмент рынка.

По размеру дроны делятся на:

Нано-дроны: весят не более 250 граммов, они небольшие и обычно используются в развлекательных целях.

Микродроны: часто весят от 250 граммов до 2 килограммов, используются как в потребительском сегменте, так и для некоторых коммерческих целей.

Минидроны: эти дроны весом от 2 до 25 кг более универсальны и используются в различных профессиональных секторах.

Средние дроны: они весят от 25 до 150 кг и обычно используются для более сложных задач, таких как промышленные инспекции.

Большие дроны: обычно весящие более 150 кг, большие дроны используются для специализированных задач, таких как военные операции или перевозка тяжелых грузов.

По количеству роторов дроны делятся на:

Дроны с одним винтом: как и вертолеты, они имеют один большой винт и маленький хвостовой винт. Они более энергоэффективны, но требуют сложного механического обслуживания.

Многороторные дроны: в эту категорию входят:

• Трикоптеры (3 ротора)
• Квадрокоптеры (4 ротора)
• Гексакоптеры (6 роторов)
• Октокоптеры (8 роторов)

Многороторные дроны наиболее распространены для потребительского и коммерческого применения, поскольку их конструкция обеспечивает большую стабильность и маневренность.

Дроны с неподвижным крылом: в отличие от роторных дронов, они больше похожи на традиционные самолеты. Они могут преодолевать большие расстояния, но менее маневренны.

Гибридные дроны вертикального взлета и посадки с неподвижным крылом: они сочетают в себе характеристики БПЛА с неподвижным крылом и возможностью вертикального взлета и посадки, обеспечивая лучшее из обоих миров.

По функциям дроны классифицируются на:

Дроны для рекреационного применения: предназначены для любителей и энтузиастов в основном используются для фото- и видеосъемки

Гоночные дроны: специально созданы для соревновательных гонок на дронах с высокой скоростью.

Коммерческие дроны: они используются в различных отраслях, таких как сельское хозяйство, недвижимость и строительство. Они могут включать специализированное оборудование, такое как распылители или тепловизионные камеры.

Военные дроны: разработанные для целей обороны, эти дроны оборудованы для наблюдения, разведки или боевых действий.

Грузовые дроны: Предназначены для перевозки товаров и посылок.

Дроны для исследований и разработок: используются учеными и исследователями для различных экспериментальных целей.

По уровню автономии дроны делятся на:

Дроны с ручным управлением: полностью контролируются операторами-людьми.

Полуавтономные дроны: могут выполнять определенные функции независимо, но все же требуют участия человека.

Полностью автономные дроны: способны выполнять задачи без вмешательства человека, следуя предварительно запрограммированным инструкциям или решениям, принимаемым искусственным интеллектом.

Революция на рынке смартфонов, сопровождавшаяся его взрывным ростом, привела к снижению цен на электронные компоненты – микроконтроллеры и датчики. Благодаря этим инновациям основные комплектующие для дронов, такие как гироскопы, акселерометры и проч. вместе с бесколлекторными двигателями подешевели, что позволило существенно снизить цены на дроны, и в свою очередь привело к повышению спроса и быстрому расширению рынка.

Дроны и беспилотные летательные аппараты (БПЛА) стали важными активами для частных пользователей, предприятий и правительств, и их растущая доступность открывают новые и более широкие возможности для бесчисленных приложений в различных отраслях. Происходит быстрое расширение использования БПЛА и мировой рынок БПЛА демонстрирует динамичный рост.

Ожидается, что в 2023 году мировой рынок БПЛА составит $38 Млрд. и вырастет более чем в два раза к 2030 году. В 2023 году почти половину рынка составят дроны военного применения – $15.88 Млрд. Технологии и применение дронов в военной области продолжит развиваться, однако коммерческое применение будет обгонять военное по темпам роста. Прогнозируются, что до 2027 года рынок военного применения будет расти в среднем CAGR of 6.8%. , в то время как гражданские области применения БПЛА обеспечат среднегодовой рост в 39%

Потребительский рынок также будет расти среднегодовыми темпами около 16,2% и к 2027 году достигнет $13,67 млрд.

Растущий спрос на услуги с использованием дронов является одним из основных факторов, стимулирующих рынок коммерческих дронов. Дроны все чаще используются для решения широкого круга задач, включая доставку, осмотр, картографирование и съемку. Рост доходов рынка доставки дронами обусловлен быстрорастущей электронной коммерцией, которой сегодня требуются быстрые и надежные услуги доставки. Кроме того, дроны используются для выполнения различных инспекционных задач в различных секторах, включая нефть и газ, строительство и сельское хозяйство. Дроны все чаще используются для инспекционных целей из-за их более широкого доступа к удаленным и труднодоступным регионам.

Потребительский рынок дронов быстро растет и будет продолжать расти в течение следующего десятилетия. Этот рост указывает на то, что дроны становятся все более популярными и что отрасль, вероятно, продолжит расширяться в будущем.

Динамика рынка свидетельствует, что индустрия дронов является прибыльным и быстрорастущим сектором, и что у бизнеса есть много возможностей извлечь выгоду из этой тенденции. Предприятия, желающие инвестировать в дроны, должны воспользоваться этим ростом и извлечь выгоду из возможностей, которые предоставляет рынок.

СТРОИТЕЛЬНАЯ ИНДУСТРИЯ

В строительной отрасли БПЛА используются для видео съемки, инспекции, мониторинга и обеспечения безопасности. Они оснащаются глобальной системой позиционирования (GPS) и различными направленными вниз датчиками, такими как RGB (красный, зеленый и синий), многоспектральными и тепловизионными камерами, а также технологией обнаружения света и дальности (LiDAR), которая помогает захватывать изображения и данные с высоким разрешением. Полученная таким образом информация используется для картографирования строительных площадок, отслеживания прогресса строительства и контроля качества. Дроны обеспечивают определение местоположения в режиме реального времени и используются для осмотра труднодоступных мест, таких как крыши и высокие конструкции, что снижает риск несчастных случаев и травм. В дополнение к этому они помогают формировать точные геодезические карты и аэрофотоснимки строительных площадок, материалов, машин и персонала, а также выявлять потенциальные проблемы, которые могут быть незаметны во время проверок с уровня земли. В результате беспилотники получают растущую  популярность среди подрядчиков, проектировщиков зданий, дизайнеров, ученых, инженеров и архитекторов.

Развитие инфраструктуры и спрос на передовые технологии, обеспечивающие точность отчетности, безопасность, рентабельность и эффективность рабочих процессов на строительных площадках, представляют собой ключевой фактор роста рынка.

На динамику рынка положительно влияет потребность в точных и подробных данных для картографирования, съемки и осмотра строительных площадок. Широкомасштабное использование продуктов для трехмерного (3D) моделирования и фотограмметрических целей, таких как измерение объема, открывает новые возможности для прибыльного бизнеса в строительном сегменте.

Расширению рынка способствует применение дронов  для инспекций и обслуживания тротуаров, автомагистралей, мостов, зданий, фасадов и исторических памятников. Дроны эффективны для удаленного обследования зон повышенного риска, а также высотных зданий, что является еще одним важным фактором, стимулирующим рост. Урбанизация и растущее число инициатив в области умного города, постоянные инновации в продуктах, таких как интеграция передовых облачных вычислений и технологий Интернета вещей (IoT), а также спрос на решения для устойчивого строительства создают благоприятные условия для применения дронов.

СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО

Рынок сельскохозяйственных дронов относится к отрасли, занимающейся производством, продажей и использованием дронов, специально предназначенных для сельскохозяйственных целей. Сельскохозяйственные дроны оснащаются датчиками, камерами и другими технологиями для сбора данных и выполнения различных задач в сельскохозяйственных операциях. Использование дронов в сельском хозяйстве в последние годы получило широкое распространение благодаря их способности предоставлять ценную информацию и повышать эффективность методов ведения сельского хозяйства. Сельскохозяйственные дроны предлагают ряд преимуществ, таких как улучшенный мониторинг посевов, раннее обнаружение болезней сельскохозяйственных культур и нашествий вредителей, а также оптимизация процессов орошения и внесения удобрений. Эти возможности могут помочь фермерам принимать решения на основе данных, сокращать потери ресурсов, повышать урожайность и улучшать общее управление фермой.

Растущая популярность точного земледелия (precision agriculture) формирует существенный спрос на сельскохозяйственные дроны. Согласно данным Всемирного банка, к 2050 году население мира достигнет 9,9 миллиарда человек. Учитывая остроту продовольственной ситуации в мире, возникает вопрос, возможно ли удовлетворить потребности населения в еде. Специалисты предполагают, что сельскохозяйственные дроны могут стать одним из способов повышения общей урожайности сельскохозяйственных культур.

В области сельского хозяйства дроны могут выполнять различные задачи: мониторинг и планирование орошения, анализ состояния урожая, оценка ущерба урожаю и анализ почвы. Западные страны первыми интегрировали дроны в сельскохозяйственную сферу, и теперь эта тенденция медленно и неуклонно набирает обороты и в азиатских странах.

В краткосрочной перспективе (2023 г. – 2026 г.) индустрия услуг дронов для сельского хозяйства будет находиться на ранней стадии бизнес-цикла. Ожидается, что рынок будет быстро расширяться и примет форму организованной отрасли в ближайшие ~ 2-5 лет. Участники рынка предполагают, что продажи будут формироваться в основном за счет спроса со стороны мелких фермеров. В среднесрочной перспективе (2026-2029 гг.)  что динамика рынка будет определяться макрофакторами, связанными с глобальным приростом населения. В долгосрочной перспективе (2029–2033 гг.): непрерывный технологический прогресс в области сельскохозяйственных дронов создаст множество возможностей для рынка услуг. Формирование нормативной базы рыка будет способствовать его расширению.

ЛОГИСТИКА

Дроны для доставки грузов быстро становятся важными элементами логистики, особенно в области  электронной коммерции. Использование грузовых дронов в логистической отрасли будет продолжать расти.

В прошлом году несколько компаний объединились с производителями дронов, чтобы поэкспериментировать с возможностью мгновенной доставки. Walmart заключил партнерское соглашение с DroneUp, чтобы расширить свою программу доставки дронами и привлечь миллионы клиентов. Компания по доставке дронами Flytrex работала с несколькими сетями быстрого питания по доставке заказов в США. Даже правительства стран Европы и Азии начали экспериментировать с услугами доставки дронами. В настоящий момент лидерами в применении грузовых дронов остаются транснациональные корпорации, такие как DHL, UPS и Amazon. Однако с развитием индустрии эта ситуация быстро меняется. Все больше  компаний среднего размера расширяют свои операции с дронами, и к концу 2023 году доставка дронами может перестать быть монополией транснациональных корпораций.

Основные тренды в развитии данного сегмента определяются стремлением производителей грузовых дронов  увеличить их возможности летать в суровых погодных условиях, поднимать тяжелые грузы и обеспечивать большую дальность доставки. Усилия производителей получают поддержку правительств. Так, Dronamics — первая в мире компания по производству грузовых дронов — получила грант в размере 2,5 млн евро от Европейского совета по инновациям (EIC) для поддержки своей программы исследований и разработок. Цель Dronamics — создать устойчивые и доступные решения для быстрой доставки по всей Европе, особенно в изолированных и недостаточно обслуживаемых районах.

Компания разрабатывают дроны дальнего действия, предназначенные специально для перевозки грузов. Их флагманский дрон Black Swan может перевозить до 350 кг груза на расстояние 2500 км по цене, которая на 50% дешевле, чем обычные авиаперевозки. Более того, их технология также обеспечивает снижение выбросов углерода на 60% по сравнению с авиаперевозками. Dronamics также является стратегическим партнером IATA по производству дронов по всему миру.

DroneUp, подразделение компании Walmart по управлению дронами, расширяет свою сеть доставки и сможет охватить дополнительно четыре миллиона домохозяйств в шести штатах США. В настоящее время компания имеет возможность ежегодно доставлять один миллион посылок с помощью дронов. Некоторые из других ключевых игроков на рынке доставки дронами включают Drone Delivery Canada, Airbus, Matternet, DHL, SF Express и Rakuten Group INC.

ОБЩЕСТВЕННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ

В 2023 году рынок использования дронов в сфере общественной безопасности оценивается в $1,1 млрд и, по прогнозам, достигнет 2,0 млрд долларов США к 2028 году при среднегодовом темпе роста 13,0% .

Технологии БПЛА революционизировали способы реагирования на чрезвычайные ситуации и проведение операций по обеспечению общественной безопасности. Гибкость и маневренность дронов позволяют им проникать в труднодоступные места и оказывать критически важную поддержку службам экстренного реагирования. Оснащенные передовыми датчиками и камерами, дроны могут обнаруживать опасности, находить пропавших без вести и помогать в управлении критическими инцидентами.

Использование дронов способствует повышению ситуационной осведомленности, расширению возможностей реагирования и повышению операционной эффективности. Благодаря улучшенным летным характеристикам, увеличенному времени полета и большей грузоподъемности дроны могут перемещаться в опасных погодных условиях, дольше оставаться в воздухе и нести сложное оборудование и датчики. Усовершенствованные технологии обработки изображений, потоковое видео в реальном времени и передача данных позволяют оценивать ситуацию в реальном времени, а интеллектуальные режимы полета и автономия упрощают работу. Кроме того, собранные дронами данные позволяют агентствам общественной безопасности использовать ценную информацию для управления инцидентами и последующего их анализа. Развитие технологий на рынке беспилотных летательных аппаратов для обеспечения общественной безопасности обещает открыть новые возможности и революционизировать усилия по реагированию на чрезвычайные ситуации, обеспечивая безопасность и эффективное управление кризисными ситуациями.

Основные области применения дронов для обеспечения общественной безопасности включают:

• Поддержание правопорядка
• Управление общественным транспортом
• Управление чрезвычайными ситуациями
• Противопожарную оборону
• Поиск и спасение

В настоящее время в сегменте общественной безопасности спросом пользуются преимущественно микро- и мини- дроны, поскольку их технические характеристики позволяют быстро развернуть воздушное наблюдение и сформировать непосредственную ситуационную осведомленность в чрезвычайных ситуациях. Они стоят относительно недорого и не требуют сложной инфраструктуры, например, они не нуждаются во взлетно-посадочных полосах или ангарах.

В зависимости от режима работы БПЛА для обеспечения общественной безопасности делится на полуавтономные и полностью автономные дроны. Последние отличаются рядом преимуществ, включая улучшенную автоматизацию, снижение рабочей нагрузки на оператора, повышенную надежность, масштабируемость и возможность непрерывной работы.

Полностью автономные дроны могут выполнять заранее запрограммированные траектории полета и задачи, не требуя постоянного вмешательства человека. Это делает их подходящими для крупномасштабных операций и обеспечивает бесперебойную работу в различных сценариях. Автоматизация и надежность полностью автономных дронов позволяют им эффективно и результативно выполнять задачи, способствуя их все более широкому использованию в секторе общественной безопасности.

Ожидается, что полностью автономный сегмент будет расти с более высокими среднегодовыми темпами роста (CAGR) в течение ближайших 5-7 лет.

Как уже было сказано выше дроны – это сложные системы, в которых применяются множество новейших технологий. Расширение рынка дронов как в существующих сегментах, так и проникновение их в новые области определяется их функциональными возможностями. Ниже перечислены основные технологические тренды, которые их определяют.

Искусственный интеллект и машинное обучение 

По мере того как индустрия дронов развивается в сторону автономных систем, использование элементов искусственного интеллекта и машинного обучения приобретают ключевую роль. От предиктивной аналитики для технического обслуживания до усовершенствованного предотвращения столкновений с препятствиями — искусственный интеллект станет ключевой частью будущих технологий беспилотных летательных аппаратов. Алгоритмы машинного обучения также могут позволить дронам учиться на полученном опыте, обеспечивая адаптивное поведение.

ИИ и машинное обучение будут использоваться для анализа данных, собираемых дронами. Эти технологии обеспечат выявление закономерностей и позволят делать прогнозы, например определять оптимальное время для посева или обнаруживать ранние признаки болезней сельскохозяйственных культур. Алгоритмы машинного обучения также позволят дронам «обучаться» и адаптироваться к конкретным характеристикам различных условий среды, в которой они функционируют.

ИИ также будет играть все более важную роль в дронах, используемых в сегменте общественной безопасности, помогая анализировать собираемые данные для поддержки критических решений в режиме реального времени. Например, ИИ может помочь распознавать закономерности или интересующие объекты в видеопотоках, например, при идентификации пропавшего человека в ходе поисково-спасательной операции.

Автономная работа 

Развитие технологий автономной навигации позволит дронам функционировать в сложных условиях без участия человека-пилота. Это открывает возможность использовать дроны в опасных ситуациях, не подвергая риску человеческие жизни, в том числе в средах, где отсутствует GPS, например, при работе внутри помещений или в городских районах с высотными зданиями.

Автономность также имеет решающее значение для  применения дронов в области логистики. Они должны быть способны двигаться по заданным маршрутам, избегать препятствий и реагировать на непредвиденные события. Автономность на базе искусственного интеллекта позволяет дронам «обучаться» и «принимать решения», значительно повышая их эффективность и безопасность.

Системы связи, ретрансляция данных, 5G и др. 

Для эффективной работы дронам нужны надежные и безопасные системы связи. По мере того как индустрия движется к приложениям для дронов, требующим более интенсивного обмена данными, потребность в более быстрой и надежной связи будет расти. Развертывание систем 5G и будущих поколений мобильных сетей обеспечит передачу данных в режиме реального времени и улучшенное дистанционное управление, особенно для операций за пределами прямой видимости (Beyond Visual Line of Sight – BVLOS).

Телеметрия в реальном времени имеет решающее значение для обеспечения безопасности операций, сохранности и защиты передаваемых данных.

В ситуациях, когда коммуникационная инфраструктура скомпрометирована, например, во время стихийного бедствия, дроны могут служить точками воздушной связи и передачи данных. Это помогает восстановить каналы связи и обеспечить эффективную координацию спасательных работ.

Передовые методы диагностической визуализации 

Передовые системы визуализации особенно необходимы для эффективного решения таких задач, как распознавание предметов, мест, сбор информации об их состоянии.

Камеры высокого разрешения с возможностью распознавания видимого спектра света (Reg, Green, Blue – RGB), или способные формировать мультиспектральные, гиперспектральные и тепловизионные изображения будут приобретать все большее значение. В логистике они необходимы для эффективного решения таких задач, как распознавание посылок, мест доставки или проверки состояния товара для доставки. В сельском хозяйстве, собирая данные, которые не видит человеческий глаз, они могут предоставить ценную информацию о здоровье растений, уровнях гидратации, заражении растений вредителями или болезнями. Например, гиперспектральная визуализация может предоставить высоко детализированные изображения во всем электромагнитном спектре, которые можно использовать для обнаружения едва заметных изменений в состоянии растений.

Увеличение грузоподъемности

Увеличение грузоподъемности актуально для многих областей применения дронов. Особенно это касается логистики, общественной безопасности и сельского хозяйства.

Дроны с высокой грузоподъемностью обладают значительным потенциалом для логистических приложений, и дальнейшее развитие этого направления технологий будет способствовать дальнейшему расширению их применения в области грузоперевозок.

В области общественной безопасности и сельского хозяйства разработка легких дронов большой грузоподъемности будет иметь ключевое значение. Возможность поднимать тяжелые грузы позволит доставлять дополнительное оборудование, такое как аптечки, спасательные плоты или противопожарные химикаты, непосредственно нуждающимся людям. А сельскохозяйственные дроны будущего должны будут нести различную полезную нагрузку, от современных датчиков до опрыскивающего оборудования.

Технология беспилотного роя

Технология беспилотного роя предполагает развертывание некоторого количества дронов, работающих вместе для достижения общей цели. Каждый дрон общается и сотрудничает с остальными, создавая «рой», который может выполнять задачи более эффективно, чем один дрон. Эта технология имеет большой потенциал в различных приложениях, таких как поисково-спасательные работы, сельское хозяйство, геодезия и многое другое.

Технология роя, при которой несколько дронов работают в совместно, будет приобретать все большее значение для быстрого и эффективного охвата больших сельскохозяйственных территорий. Использование автономных роев дронов может помочь масштабировать операции и более эффективно управлять крупными фермами.

Использование совместно работающих дронов также может обеспечить более полный обзор чрезвычайной ситуации,  помочь быстро обозревать большие площади, предоставляя важную информацию для служб быстрого реагирования.

Работа дронов за пределами прямой видимости (Beyond Visual Line of Sight – BVLOS)

В настоящее время большинство регулирующих органов требуют, чтобы дроны оставались в пределах прямой видимости оператора. Но чтобы беспилотники произвели революцию в логистике, они должны иметь возможность работать за пределами прямой видимости. Достижения в области беспилотных технологий, такие как улучшенные системы связи и большая автономность, прокладывают путь для такого рода операций. Это значительно расширит радиус действия дронов, позволяя им работать в удаленных или труднодоступных районах.

Высокоточная навигация

Высокоточные системы GPS и компьютерное зрение для визуальной одометрии и оценки местоположения имеют решающее значение для точной навигации и доставки. Хотя в настоящее время GPS является неотъемлемой частью навигации, в будущем дроны, вероятно, будут использовать более совершенные и точные навигационные системы. Это может включать интеграцию с другими глобальными навигационными спутниковыми системами или использование технологии квантового компаса (Quantum Compass), которая способна обеспечить высокоточное позиционирование без использования спутников.

Для современных спутниковых систем позиционирования нужен постоянный оптический контакт с рядом спутников. Если соединение потеряно (скажем, внутри туннеля), спутники перестанут видеть устройство и, следовательно, навигация становится невозможной.

Квантовый компас – это прототип самонавигирующейся машины, которая позволит не только дронам, но и любому движущемуся объекту определять свое точное положение без использования GPS или любых других спутниковых навигационных систем. Квантовый компас измеряет абсолютное расстояние, пройденное от данной начальной точки, в то время как GPS дает положение объекта относительно (набора) спутников.

Этот звучит просто, однако для реализации квантового компаса в настоящее время требуются мощные лазеры и дорогие конструкции с точной электроникой, которые обычно располагаются в массивных лабораторных помещениях.  Для практического применения данной технологии необходимо найти способ разместить все необходимые устройства внутри дрона, а также учесть и устранить потенциальные источники шумов, которые снижают точность метода. Это технология следующего поколения беспилотных аппаратов.

Передовые решения в области энергопитания и аккумуляторов

Срок службы батареи и энергоэффективность являются важными ограничивающими факторами для современных дронов. Передовые решения, такие как более эффективные батареи, использование солнечной энергии или гибридные системы питания, позволят дронам летать дольше, охватывать большие площади и нести более тяжелые полезные нагрузки.

Ограниченное время полета является существенным ограничением для современных дронов, которые в основном питаются от литий-полимерных (LiPo) аккумуляторов. Будущие разработки дронов, скорее всего, увидят достижения в области создания более эффективных батарей, использования солнечной энергии, водородных топливных элементов или даже применение беспроводной зарядки.

Применение новых материалов

Для реализации многих функций необходимо, чтобы дроны были легкими, но прочными. Данная задача решается путем использования в их конструкции новых материалов, от композитов из углеродного волокна до самовосстанавливающихся материалов, которые позволят дронам выдерживать суровые условия и иметь более продолжительный срок службы.

Интеграция с Интернетом вещей (IoT)

Интеграция IoT позволит дронам взаимодействовать с другими устройствами и системами, предоставляя множество данных для повышения эффективности процесса принятия решений и автоматизации разнообразных процессов и функций. Например, дрон может взаимодействовать с метеостанцией, чтобы получать данные о погоде в режиме реального времени, или с системами дорожного движения, чтобы избегать перемещения по перегруженным районам.

Кроме технологий, важных для всех областей применения дронов, перечисленных выше, стоит перечислить ряд инноваций, которые имеют особое значение для отдельных сегментов.

В области логистики развиваются следующие направления:

Отказоустойчивые механизмы

К ним относятся системы аварийного восстановления, такие как парашюты, резервные системы питания и управления, а также такие функции, как возвращение домой в случае потери связи.

Управление автопарком

В контексте логистики вполне вероятно, что несколько дронов будут работать вместе. Поэтому технологии, обеспечивающие эффективное управление автопарком, включая координацию, назначение задач и мониторинг, также имеют решающее значение.

Системы обработки посылок

Дронам-доставщикам нужен способ нести и выпускать посылку. Это может быть механический захват или грузовой отсек, который может открываться и закрываться.

Системы обнаружения и уклонения от препятствий

Дроны должны быть оснащены передовыми системами обнаружения и уклонения для навигации в сложных городских условиях. Эти системы обычно используют датчики, такие как камеры, LiDAR или радар, чтобы обнаруживать препятствия и избегать их.

В области сельского хозяйства:

Интеграция с системами управления фермой

Для эффективной работы дроны должны интегрироваться с другими инструментами цифрового земледелия, такими как программное обеспечение для управления фермой, системы прогнозирования погоды и устройства IoT. Это предоставит возможность всестороннего обзора фермерских хозяйств и поможет принимать более обоснованные управленческие решения.

Точное земледелие

Интеграция высокоточных навигационных систем позволит дронам следовать точным маршрутам над полями, обеспечивая полное покрытие и уменьшая перекрытия и пропущенные точки. Это будет особенно важно для таких задач, как посев, распыление пестицидов и удобрений.

Обработка данных в реальном времени

Вместо того чтобы хранить данные для последующего анализа, будущие дроны смогут обрабатывать данные «на лету», предоставляя фермерам информацию в режиме реального времени. Для этого потребуются повышение способности к обработке данных самим дроном в формате граничных или периферийных вычислений.

В области общественной безопасности:

Высокоточное 3D-картографирование

Дроны будут все чаще использовать такие технологии, как LIDAR и фотограмметрия, для создания высокоточных трехмерных карт местности. Это можно использовать для различных целей, например, для оценки структурной целостности здания после землетрясения или планирования тактических действий в случае захвата заложников.

Тепловое и ночное видение

Датчики теплового и ночного видения помогут дронам идентифицировать людей или объекты в темноте или в труднодоступных местах, например, в задымленных местах во время пожара. Это делает беспилотники ценными инструментами для поисково-спасательных и пожарных операций.

Итак, как настоящее, так и будущее дронов, несомненно, является многообещающим с точки зрения бизнеса. Инновации в этой области уже преобразуют отрасли по всему миру. Крайне важно быть в курсе и понимать, как эти события могут повлиять на различные сектора бизнеса и повседневную жизнь.

Источник: https://www.crunchbase.com