А в 1935 году появился первый беспилотный самолет. И «дроном» его окрестили еще в те времена, в шутку. Шум, исходящий от коптера, ассоциировался у изобретателей со звуком, который издает летающий шмель. На русский переводить название аппарата не стали, так он и остался дроном на всех языках.
Друзья навек. Роботы и дроны готовы взять на себя всю грязную и тяжелую работу. Но чем тогда займутся люди?
Это сейчас, говоря о дронах, мы представляем почти наступившее будущее с безлюдной доставкой, а при упоминании роботов вспоминаем опыт взаимодействия с андроидами Алексом и Дашей из столичных МФЦ. Роботы и беспилотники нечасто пересекались в истории, но почти наверняка вместе будут формировать наше будущее. Они уже берут на себя самую трудоемкую и небезопасную работу: в шахтах и на подземных рудниках, на больших заводах и в полях, в боевых сражениях и в космосе. О том, как развивались эти направления, к чему они пришли сейчас и что нас ждет в будущем — в материале «Ленты.ру» из проекта «КиберРеальность».
В конце XVIII века братья Монгольфье запустили в небо воздушный шар, наполненный дымом, с тремя пассажирами — бараном, уткой и петухом. В итоге шар упал, а о судьбе животных историки умолчали. Именно этот полет некоторые считают первым задокументированным опытом использования беспилотного летательного аппарата. Правда, тогда еще никто не думал, что такие полеты можно сделать управляемыми, то есть задать не только начальную точку маршрута, но и конечную.
На то, чтобы создать дистанционно управляемый аппарат, ушел век. В конце XIX века Никола Тесла продемонстрировал устройство, которое сегодня принято считать одним из первых роботов: управляемую с помощью радиоволн лодку. Изобретение, которое он показал в пруду нью-йоркского Мэдисон-сквер-гарден, впечатлило и случайных прохожих, и военных. Вскоре по всему миру начали интересоваться, как можно использовать беспилотные устройства для уничтожения армий противника. То, что разработка привлечет внимание скорее военных, признавал и сам Тесла: он считал, что беспилотники обладают «безошибочной и неограниченной разрушительной силой».
Идея создать военный летательный беспилотник возникла вскоре после того, как американцы братья Райт впервые взлетели на самолете. Однако первые подобные аппараты появились только в 1930-е годы. Британцы разработали беспилотник под названием Queen Bee (буквальный перевод — «пчела-королева», так на английском называют пчелиную матку). Устройством, разработанном на базе биплана, можно было управлять по радио с корабля. Британские военные использовали его для отработки приемов воздушного боя. Именно этому проекту дроны обязаны своим названием: слово drone («самец пчелы, трутень» на английском) предложил использовать американский адмирал Уильям Стэндли. Он наблюдал за учениями с использованием британских бипланов, а затем потребовал разработать аналогичную систему в США.
Управляемые радиоволнами небольшие беспилотники (по сути — бомбы с крыльями) применялись и во время Второй мировой войны. Однако даже спустя 50 лет после падения Третьего рейха дроны все еще использовали в основном военные: технология была слишком дорогой для обычных людей или бизнеса.
«Заяц! Волк!»
Некоторые считают, что роботом можно назвать придуманного Леонардо да Винчи рыцаря-андроида, который автономно вращал головой и шевелил руками. Но в современном мире к этой технологии относят другие механизмы — те, что способны работать в автономном режиме или действовать на свое усмотрение.
Стремительное развитие робототехники пришлось на годы после Второй мировой. В 1950-х годах ХХ века началась разработка первых механических манипуляторов, умевших повторять движение рук управляющего ими человека. Первый из них, созданный компанией Unimation, был опробован на General Motors в 1961 году. Роботизированная рука весом почти две тонны переносила тяжелые литые детали с конвейера и приваривала их к кузовам автомобилей. Подобная работа была крайне опасной для сотрудников: они рисковали отравиться производственными газами или уронить на себя гигантские детали при транспортировке. Позже к испытаниям подключились Chrysler и Ford. Уже к концу 1960-х такие устройства начали поставлять в Европу.
Первый советский андроид, на самом деле больше похожий на робота-зайца из «Ну, погоди!», был создан в Новочеркасске 16-летним школьником Вадимом Мацкевичем. Робот умел самостоятельно поднимать правую руку, за что в 1937 году даже был отправлен на Всемирную выставку в Париж. Там, правда, случился казус: из-за слабого мотора железная рука поднималась только чуть выше уровня плеча, что весьма заинтересовало немецкую делегацию. Вадима Мацкевича ждало большое будущее: он стал одним из наиболее заметных советских военных инженеров второй половины XX века
К середине 1980-х мировым лидером промышленной роботизации стал Советский Союз. В стране использовалось около 40 тысяч автономных устройств. Однако вскоре ситуация изменилась: на Западе появлялись первые микропроцессоры и развивались языки программирования — это позволяло делать устройства более интеллектуальными. Уже в 1980-х роботы участвовали в проведении хирургических операции: в Ванкувере им доверили ассистировать во время операций на мозге.
После развала СССР лидерами в робототехнике стали Япония, ФРГ и США. Некоторые их разработки были исключительно развлекательными, как, например, придуманный в конце 1990-х инженерами Sony робопес Aibo с мультяшной внешностью. Правда, он был похож скорее на тамагочи, чем на реального робота. Собаку нужно было воспитывать, а если пользователь не справлялся, Aibo просто спал целый день.
Тогда же появился и последний большой успех 1990-х — и робот, и беспилотник, и марсоход, получивший название «Соджорнер». Две технологии — беспилотники и роботы, развивавшиеся параллельно, но до этого не пересекавшиеся, — впервые объединили в одном устройстве. Марсоход умел самостоятельно выстраивать безопасный маршрут и отклоняться от него в случае необходимости, составлять 3D-карты местности, проводить спектрографические исследования пород и отправлять на Землю фотографии. После окончания миссии «Соджорнер» потерялся где-то на Красной планете. Возможно, однажды колонисты найдут его и доставят обратно на Землю.
На отработку технологии ушло десятилетие. На Западе первую посылку с помощью дрона доставила компания Amazon. Однако первыми были россияне: в 2014 году в Сыктывкаре пиццерия «Додо» доставила несколько заказов с помощью беспилотников. Впоследствии эксперимент повторять не стали, его цели были связаны скорее с маркетингом, чем с развитием технологии.
Летающий дрон, он же мульти- , квадро- , гекса- , окто- или просто коптер, он же беспилотник, он же БПЛА (беспилотный летательный аппарат) — это робот с камерой, управляемый человеком дистанционно при помощи пульта, или через бортовой компьютер.
История создания
Сейчас дроны уже не считаются экзотикой, для кого-то это даже не роскошь, а что-то вроде игрушки. Не знаю, задумывались ли вы, кому в голову пришла идея разработки такой штуки, но лично я заинтересовался. Выяснилось, что над созданием прадедушки современного квадрокоптера корпел еще Никола Тесла. Правда, это был не летающий, а плавающий объект. Если уж совсем откровенно, это была лодка, но не простая, а первая в истории, которой можно было управлять дистанционно.
А в 1935 году появился первый беспилотный самолет. И «дроном» его окрестили еще в те времена, в шутку. Шум, исходящий от коптера, ассоциировался у изобретателей со звуком, который издает летающий шмель. На русский переводить название аппарата не стали, так он и остался дроном на всех языках.
Виды беспилотников
Коптеры сложно поддаются классификации, условно их можно разделить на следующие категории:
- Коммерческие – для экспресс-доставки посылок, а также для сельскохозяйственных нужд
- Военные – для наблюдения, разведки и сбрасывания бомб (про это скоро выйдет отдельная статья)
- Гражданские – они помогают контролировать территорию и обеспечивают безопасность
- Поисковики – они помогают в поиске жертв в местах, где произошли катастрофы
- Космические – это дроны будущего. Их разрабатывают в НАСА для поиска и сбора образцов почв на других планетах
Пожалуй, можно выделить еще один вид — любительский. Те, кто дружит с физикой, наверное, задумываются, как сделать летающий дрон самостоятельно? Для вас отличная новость – уже придуманы готовые комплекты для сборки коптеров.
А несколько месяцев назад распространилась новость про украинский дрон. На сегодняшний день – это один из мощнейших сельскохозяйственных беспилотников, которые за час могут осмотреть 100 га поля, подсчитать количество высаженных зерен, просканировать почву и контролируют урожайность в течение всего сезона.
Роевой интеллект для управления БПЛА в FANET.
Амелин К. С. Адаптивное управление автономной группой беспилотных летательных
БПЛА, роевой интеллект, FANET, мультиагентная система управления, коллективный интеллект.
Искусственный интеллект в современных компьютеризированных.
Автономная система ориентирования беспилотного.
Автономная система позиционирования в составе управления. Автономная система ориентирования беспилотного летательного аппарата: состав и схема функционирования в формате 3D.
Управление движением автономного мобильного робота. мобильный робот, автономный мобильный робот, относительная система координат, GPS, управление движением, общая структурная.
БПЛА, роевой интеллект, FANET, мультиагентная система управления, коллективный интеллект.
Сильнейшие боевые беспилотники планеты
США лидируют в сфере производства боевых дронов. По прогнозам, в 2028 году американская армия будет иметь больше беспилотных летательных аппаратов-разведчиков, чем весь остальной мир вместе взятый. Армии других стран таким количеством дронов «в погонах» похвастаться не могут, зато на боевое дежурство способны выставить самые мощные боевые дроны на планете.
GAAS Avenger
Это беспилотник для авианосцев, модификация Predator, снятого с вооружения ВВС США в 2020. Крылья складываются, чтобы аппарат занимал меньше места и поместился на корабле.
Хотя опасен он, конечно, не этим. Грузовой отсек GAAS Avenger способен нести в себе две бомбы с лазерным прицелом, общим весом 440 кг. Кроме них, беспилотник легко перевезет еще полтонны оружия и снаряжения. «Мститель» необыкновенно быстр — разгоняется до 740 км/ч. Потолок составляет 18 км.
Heron TP
Израильский Heron, вероятно, один из самых продаваемых военных беспилотников в мире. Heron TP — средневысотный многоцелевой беспилотник большой продолжительности полета. Размах крыльев — 26 м. Потолок — 13,7 км. Длительность полета — 36 ч. Может нести на себе средства управления огнем и ударные комплексы. Heron TP видит в оптическом и инфракрасном диапазонах. Крейсерская скорость 296 км/ч, способен разогнаться до 460 км/ч.
Израильский средневысотный многоцелевой беспилотник Heron TP (Фото: stock&people / Global Look Press)
MQ-9 Reaper
И снова американец. Один из самых мощных и известных в мире БПЛА. Это основной разведывательно-ударный беспилотный летательный аппарат армии США. Он может взлетать на высоту 14 км и находиться в воздухе до 30 часов. Крейсерская скорость — 280-310 км/ч, максимальная — до 480 км/ч. Беспилотник способен поднять в небо груз весом до 4,7 т. Оптоволоконная система AN/AAS-52 распознает и отследит цель, телекамеры прочитают номерной знак, даже находясь в 3 км от автомобиля. Время реакции на полученную от оператора команду — 1,5 с.
Пилот-студент и оператор-сенсор, управляющий MQ-9 Reaper в наземной кабине (Фото: Министерство обороны США)
Вооружен Reaper противотанковой ракетой AGM-114 Hellfire, а также управляемыми бомбами GBU-12 и GBU-38. Может нести до 14 ракет Hellfire класса «воздух-земля».
Reaper ликвидировал, в частности, третьего человека в руководстве «Аль-Каиды» Мустафу Абу Язида, известного как шейх аль-Масри, Мохаммеда Эмвази (он же «Джихадист Джон»), генерала Касема Сулеймани, заместителя командующего мобилизационными силами Ирана.
Bayraktar TB2
Турецкий аппарат относится к классу тактических средневысотных БЛА с большой продолжительностью полета. Его программное обеспечение несколько превосходит подобный компонент у некоторых конкурентов, в том числе и у израильского дрона Heron.
Что еще может предложить Россия?
По последним данным, с 2012 года в российскую армию на вооружение принято 900 беспилотников. В основном это разведчики, корректировщики огня, перехватчики различных сигналов противника. В 2021 году российские военные получат сразу семь первых отечественных беспилотных авиационных комплексов «Орион» (он же «Иноходец») разведывательно-ударного назначения.
«Орион» — средневысотный беспилотник большой продолжительности полета. Размах крыльев — 16 м, длина — 8 м, взлетная масса — 1 т. Крейсерская скорость заявлена на уровне 120 км/ч, максимальная же скорость неизвестна. Аппарат способен работать на высотах до 7,5 км. Максимальное время полета — 24 часа.
Беспилотник может нести управляемые ракеты и авиабомбы нескольких типов. Специально для него изготовлены боеприпасы малых калибров, чтобы «Орион» мог поднять груз в воздух.
В апреле 2021 года на авиабазе ВВС США впервые провели запуск беспилотника Kratos UTAP-22 с помощью искусственного интеллекта. Система Skyborg подняла аппарат, управляла им и посадила. До сих пор, когда речь шла о боевых дронах, имелось в виду противостояние людей. Весной 2021 года, возможно, началась другая история — о противостоянии машин.
Коптеры не всегда попадают в руки людей разумных и уважающих право частной собственности. Когда дроны стали вполне доступной игрушкой, в сети стали появляться видео, демонстрирующие, кто во что горазд.
Дрон и беспилотник
Это самое общее понятие, поэтому начнем с него. Дрон — это беспилотный аппарат, но совсем не обязательно летающий. Вместо винтов у него могут быть колеса, а уж назначений дронов существует великое множество. Само слово drone переводится с английского как «трутень». Сейчас уже трудно определить кто первым начал так называть беспилотные аппараты, известно лишь, что слово активно использовалось уже в середине прошлого столетия.
Если говорить об отличии дрона от квадрокоптера, то правильнее будет сказать, что одно понятие может входить в другое. То есть дроном является как знакомый нам Фантом, так и какой-нибудь робот-пылесос.
Некоторе источники при этом утверждают, что дроном правильно называть любой аппарат без управления. Тогда получается, что даже обычный автомобиль может являться дроном, стоит только положить кирпич на педаль газа и отправить его в путешествие без водителя. Сомнительное утверждение, так что советуем не забивать им себе голову, т.к. чаще всего все же подразумевают аппараты, изначально сконструированные для работы без пилота или водителя.
Интересный факт. В среде любителей коптеров многие очень не любят употреблять слово «дрон», поэтому если вы хотите влиться в их ряды, лучше использовать такие понятия, как «бпла» и «коптер».
Беспилотник — это сокращение от «беспилотного аппарата». Под ним точно так же может подразумеваться как наземных, так и летательный дрон.
В отличие от предыдущего слова, данная аббревиатура подразумевает именно летательные аппараты. Собственно говоря, и расшифровывается она как «беспилотный летательный аппарат». Сюда по-прежнему входят знакомые нам роторные аппараты, но кроме них данным словом могут назвать и множество других беспилотников, совершенно не похожих друг на друга. Предлагаем кратко рассмотреть часть из них:
- С фиксированным крылом. У них нет роторов и со стороны они похожи на маленькие самолеты.
- Роторные бпла. Беспилотники, у которых обязательно есть роторы, при помощи которых и осуществляется полет.
- Конвертопланы. Они взлетают подобно вертолетам, а вот дальше летят по типу самолетов, опираясь на крылья.
- Планеры. Они могут быть как с двигателем, так и без, планируют по воздуху.
- Привязные беспилотники. Работающие по проводу, а не от аккумулятора.
С учетом того, что каждый день изобретают все новые и новые модели, список этот может пополняться до бесконечности.
Квадрокоптер
Как уже было сказано выше, квадрокоптер относится к роторным бпла (которые, в свою очередь, относятся к дронам). И вот именно с этим понятием происходит чаще всего путаница. Дело в том, что квадрокоптер — это беспилотник, имеющий именно 4 ротора и называть так любой аппарат будет неправильно. Коптеры называются по количеству пропеллеров:
- трикоптер — 3 пропеллера;
- квадрокоптер — 4 пропеллера;
- гексакоптер — 6 пропеллеров;
- октокоптер — 8 пропеллеров.
Квадрокоптерами называют аппараты просто потому, что это самая распространенная модель. Отсюда и ошибка.
Отличие мультикоптера и квадрокоптера
Мультикоптерами называют все аппараты роторного типа. То есть квадрокоптеры и беспилотники с другим количеством пропеллеров относятся к этому понятию. Если вы хотите сказать про роторный бпла без уточнения конкретной конструкции, более правильным будет называть его как раз «мультикоптер» или просто «коптер».
Чтобы вам проще было запомнить все перечисленные понятия, мы приготовили небольшую шпаргалку:
В своем развитии роботы прошли большой путь, от созданного в 1939 году первого робота-гуманоида компании «Westinghouse» Elektro высотой 2,1 метра, который мог произносить более 700 слов (при помощи пластинки) — простого механизма с одним действием, до нынешних интеллектуальных, уже сейчас способных заменить человека 8.
Помехи в сигналах не приводят к падению дронов
Тодд Хамфрис говорит, что еще один миф, с которым он борется, это то, что мы можем сбить дроны с неба, если заглушить их сигналы связи. Однако почти все GPS-управляемые дроны обладают системой защиты от такого события, которая называет «протокол потери связи». Этот протокол гарантирует, что заглушенный дрон автоматически отправит в себя в безопасное и заранее определенное место, которое хакер изменить не сможет.
«Более того, дроны могут быть настроены на игнорирование сообщений с земли во время полета, — объясняет он. — В таком режиме никто, даже законный оператор, не сможет удержать их от выполнения своей миссии. Режим «я вас не слышу» может быть привлекательным для вандалов или террористов, которые захотят превратить свой дрон в самогонную крылатую ракету».
Они не будут доставлять вам почту или пиццу (в ближайшее время)
Многие люди считают, что БПЛА в конечном счете наводнят окрестности и будут сбрасывать грузы у порога, подобно летающим роботам-молочникам. Но до этого нам еще далеко.
Мэри Каммингс говорит, что почтовые дроны не могут лететь слишком далеко и очень плохо переносят плохую погоду. Впрочем, в будущем мы можем увидеть все это, но скорее их будут использовать для поисково-спасательных операций. Дроны уже спасают потерявшихся туристов, например, доставляют медикаменты в труднодоступные районы или гуманитарную помощь в зоны боевых действий.
Все будет, но не сразу. Каммингс говорит, что «необходимо провести много работы в разработке новой парадигмы управления воздушным движением, а также убедиться, что эта новая технология будет надежной на фоне погоды и злонамеренных людей. Мой семилетний сын наверняка будет бросать камни, пытаясь сбить дрон».
