Дроны помогают фермерам Болгарии

Дроны помогают фермерам Болгарии
Дроны помогают фермерам Болгарии

В пользе дронов убеждается все больше людей. Их чаще начинают применять в сельском хозяйстве, ценя не менее сельскохозяйственной техники. Постепенно фермеры убеждаются в том, что дроны просто необходимы для повышения эффективности сельскохозяйственного производства.

Один из примеров – болгарский фермер Стефан Димитров, работающий в Долине Роз. 1500 гектаров его угодий дроны охраняют от животных и воров. Беспилотники выполняют задачу мониторинга территории. Они пролетают над полями на скорости в 60 км в час и собирают информацию о состоянии сельскохозяйственных культур. Вовремя полученные данные приносят большую пользу, так как фермер может своевременно  реагировать на возникающие проблемы и быстро принимать меры.

Благодаря быстро поступающей информации, фермер может спасти урожай от вредителей, обрабатывать посевы выборочно и своевременно. А это экономит его время и средства. У фермера появляется возможность заняться другими вопросами бизнеса.

Беспилотники работают в автономном режиме. Они способны находиться в полете около 1,5 часов. Все перемещение, взлет и посадка, выполняется автоматически. Их электродвигатели питаются от аккумуляторов, заряжаемых от электротока. Фермер использует 3 дрона, которые дважды в день облетают 10 тыс. га сельскохозяйственных земель и фиксируют ситуацию на полях на цифровые фото и видеокадры. Фото информация при обработке позволяет выявлять начало нарушений роста и болезней растений.

В экономике Болгарии сельскохозяйственная отрасль занимает важное место, в ней работает около 20% населения. Поэтому здесь высоко востребованы технологии, позволяющие повысить эффективность выращивания растений. Многие хозяйства работают по-старинке, но часть фермеров уже переключилась на новые технологии. Для них создаются компании, предлагающие внедрение новых бизнес-моделей. Так, в Софии основана Flyver, которая продвигает дроны для сельскохозяйственного производства. Она знакомит фермеров с возможностями дронов, демонстрируя их на выставках сельского хозяйства, и запускает проекты с крупными земледельческими структурами. Компания Flyver готова продвигать бизнес в соседние страны, усовершенствовав бизнес-модель в Болгарии.

Кроме приверженности традиционному способу ведения хозяйства, распространение беспилотников задерживает их немалая стоимость. За услуги дрона фермеру приходится платить $10 тысяч ежегодно.

Каждому солдату – по дрону

Каждому солдату – по дрону
Каждому солдату – по дрону

Армии США нужны беспилотники. Руководство занимается вопросом обеспечения каждого пехотинца беспилотным летательным аппаратом. Это должен быть миниатюрный дрон, размером с ладонь, предназначенный для помощи каждому отдельному солдату.

Если такое решение будет принято командованием, а это весьма вероятно, то к 2018 году каждый военнослужащий наземных подразделений получит персональный дрон. Его польза была подтверждена опытом норвежских и британских военных. В течение трех лет в вооруженных силах этих стран солдаты наземный войск пользуются беспилотниками. В экипировке каждого из них обязателен дрон PD-100 Black Hornet. Это маленький аппарат весом в 18 г. Он перемещается со скоростью 18 км в час и может летать на протяжении 25 минут. Миниатюрный Black Hornet воспринимает сигналы солдата в радиусе до двух километров.

Беспилотник Black Hornet оснащен камерой, телекоммуникационным оборудованием, благодаря чему обеспечивает передачу видео с высоким разрешением в режиме реального времени. Поэтому он достаточно эффективен в случае получения разведывательной информации во время боевых действий или учений.

Стоимость таких дронов значительна. Так Великобритании 160 аппаратов Black Hornet обошлись в $29 млн. Для армии США такие затраты считают чрезмерными. Поэтому, если армейское руководство все же решится на заказ беспилотников для солдат, будет принято решение о создании нового дрона, именно для нужд американской армии. Возможно, его стоимость будет ниже.

Армейцы уже определились с техническими характеристиками дронов для экипировки военнослужащих. Прежде всего, это должен быть легкий аппарат, весом не больше 150 г. Дрон должен реагировать на приказ о взлете в течение 1 минуты. К нему предъявляется требование о возможности находиться в воздухе не меньше, чем 15 минут. Несмотря на легкость, аппарат должен противостоять ветру с силой 8 метров в секунду и поддерживать связь с солдатом-пехотинцем на расстоянии в 1,2 км. И конечно же, дрон должен решать главную задачу – передавать отснятую  информацию в высоком качестве, которое позволит оператору распознавать человека и соизмеримые с ним предметы с высокой точностью, до 90%.

Обеспечение пехотинцев беспилотниками будет проходить в рамках проекта Soldier Borne Sensors. Его цель – наделить каждого солдата миниатюрным БПЛА, легко помещающимся в экипировку. Крошечные дроны будут обследовать местность в направлении движения военнослужащего и идентифицировать объекты на расстоянии от 20 до 25 м. Использование мини дронов будет намного эффективнее применения в разведывательных целях более крупных беспилотников, которые легко выявляются и сбиваются противником.

AgileQuad позволяет дрону уклоняться от препятствий

AgileQuad позволяет дрону уклоняться от препятствий
AgileQuad позволяет дрону уклоняться от препятствий

Американскими учеными создана новая система реагирования, которая позволяет беспилотному летательному аппарату моментально избегать появляющихся при движении препятствий. Возникнут они перед аппаратом или сбоку о него, неважно. Теперь беспилотник видит даже самые небольшие объекты и быстро на них реагирует.

Автором системы быстрого реагирования является исследователь Аллен Росс, который в настоящее время занят подготовкой диссертации в Стэнфорском университете. Система получила название AgileQuad и вызвала интерес, так как дрон теперь способен очень быстро избегать препятствий, возникающих перед ним и сбоку.

Чтобы продемонстрировать способности дрона, оснащенного новой системой реагирования, Аллен Росс предлагает видеосъемку реакции беспилотника на фехтовальную шпагу и действия фехтовальщика. Видеокадры демонстрируют, как беспилотник быстро уклоняется от действий человека со шпагой. Это происходит и при плавных движениях фехтовальщика, и при резких выпадах в сторону дрона. Аппарат успешно и достаточно быстро реагирует и уклоняется от препятствия.

На кадрах видно, что дрон отражает и прямые атаки, и ложные выпады, а уклонившись от них, возвращается с высокой точностью на место, занимаемое им до нападения.

Квадрокоптер показал высокую скорость реакции и умение эффективно уклоняться от столкновений. Это очень важная функциональность, благодаря которой сфера применения беспилотников может значительно расшириться. Дронов становится больше с каждым днем, им придется передвигаться в насыщенном и непростом окружении. В загруженном пространстве квадрокоптеру необходима быстрая реакция и умение уходить от столкновений. Аналогичную способность уже демонстрировали исследователи из Массачусетского технологического института, создавшие технологию, позволяющую беспилотнику избегать препятствий на скорости передвижения в 48 км в час. Тогда препятствиями служили ветки деревьев.

Судя по опубликованному видео, возможности AgileQuad обеспечивают еще более быструю реакцию на появление препятствий. Это выводит дроны на более высокий уровень использования.

Дроны против сорняков

Дроны против сорняков
Дроны против сорняков

Возможности дронов позволяют их использовать в различных сферах деятельности. Одно из важных направлений – сельскохозяйственное производство. Возможно, в ближайшем будущем беспилотные летательные аппараты станут столь же необходимы для выращивания сельскохозяйственных культур, как и привычная техника – тракторы или комбайны. Дронам по силам помочь сельскохозяйственной отрасли перейти на более прогрессивные технологии, в частности, уменьшить использование пестицидов. Эффективны дроны и для увеличения урожайности сельскохозяйственных культур.

Беспилотники приближают сельскохозяйственную отрасль к «точному земледелию». Это значит, что для мониторинга обстановки на полях и состояния культур фермеры смогут применять специальную технику и оборудование. А результаты обследований производители смогут использовать для точечного реагирования. Это исключает необходимость повсеместного опрыскивания посевов.

Проблему исследует проект TOAS, который финансируется ЕС. Его ведут в Институте устойчивого развития сельского хозяйства в Кордове, Испании. Проект подразумевает создание беспилотных аппаратов, которые смогут летать над полями с посевами, собирать информацию о засоренности полей и создавать карты. На их основе фермеры смогут определять зоны, где необходима обработка посевов. Действия дрона по созданию карты будут состоять в сравнении изображения, полученного беспилотником, и шаблона. Несовпадение будет показывать зоны, загрязненные сорняком.

Технология уже испробована на полях с кукурузой, подсолнечником, миндалем, в оливковых рощах, на виноградниках. Руководитель группы исследователей д-р Пенья заявил, что технология позволяет с точностью более 95% выявлять скопления сорняков на полях. Он считает, что мониторинг беспилотника позволит значительно снизить применение химических веществ на полях.

Мониторинг полей – не единственная задача беспилотника. В рамках проекта создается наземное автономное устройство типа роверов для окончательной борьбы с сорняками на поле. Беспилотник должен сканировать ряд характеристик растений, например, высоту и плотность посадки, и делать выводы по ним о необходимости применения автоматического ровера в определенных зонах. Ровер по данным беспилотника должен удалить сорняки на указанных участках, используя пестицид, а также выделить зону, где нужно дополнительно вносить подкормку.

Такой метод применения пестицидов намного эффективнее. Фермер внесет в сотни раз меньше удобрений и получит больший урожай. Это экономит средства и делает сельское хозяйство более безопасным. Так беспилотники помогут решить продовольственную проблему, актуальность которой растет с каждым днем.

В Руанде откроют дронопорт

В Руанде откроют дронопорт
В Руанде откроют дронопорт

Пока развитые страны, создающие и выпускающие дроны, не торопятся давать зеленый свет коммерческому использованию беспилотников, в небольших странах, не задумываясь о последствиях, готовы к их массовому распространению. В Панаме беспилотниками уже доставляют грузы, в Руанде планируют приступить к массовому их использованию к лету 2016 года. Американская компания Zipline готова предоставить 15 беспилотных аппаратов для доставки медицинских препаратов и крови в отдаленные медицинские центры Руанды.

В стране будет открыт дронопорт при медицинском центре. Он станет базой для беспилотников. Их задача — доставка препарата крови, лекарств, вакцины работникам далекого медицинского пункта по их заказу. Врачу или медсестре для этого достаточно отправить сообщение в компанию Zipline. На доставку груза дрону отводится не  более 30 минут.  Он должен послать сигнал о прибытии за две минуты до прилета и сбросить груз на парашюте возле медицинского учреждения.  А затем вернуться к месту базирования. По комментариям менеджеров компании Zipline, беспилотники являются лучшим решением для доставки в районы, куда не добирается иной транспорт. Они послужат спасению людей, обеспечив их нужными лекарственными средствами.

Компания предлагает использовать для медицинской доставки дроны, способные развивать большую скорость – до 140 км в час. Для них не важны погодные условия, дроны могут летать в любых условиях, в том числе, и при сильном ветре. Благодаря высокой скорости дрона, риск порчи груза в жару минимален. Кровь или вакцину нет необходимости охлаждать.

Специалисты компании планируют оснастить дроны GPS-приемниками и обеспечить автономный полет, заложив в их память определенные маршруты. Аппарат сможет двигаться точно по маршруту и возвращаться обратно. Беспилотнику под силу нести груз весом в 1,6 кг, а это может быть две упаковки препаратов крови или несколько вакцин.

Проблема доставки медпрепаратов в Руанде стоит особенно остро. В прошлом году страна потеряла 6 300 000 детей из-за отсутствия лекарств. Сегодня для доставки в некоторые районы можно использовать только мотоциклы. Беспилотники могут доставить груз быстро и надежно, перемещаясь по прямой на высоте 120 м. Предполагается, что дроны будут ежедневно выполнять 150 полетов с доставкой, по 2 рейса в каждый медицинский центр. Для страны это будет менее дорогая доставка, чем с помощью мотоциклов.

Для осуществления своей деятельности компания Zipline получила $18 млн инвестиций. Она действует на основании договора с Национальным центром переливания крови и Министерством здравоохранения Руанды.

Дрон для Марса пока работает на Земле

Дрон для Марса пока работает на Земле
Дрон для Марса пока работает на Земле

Квадрокоптер с марсианским датчиком тестирует NASA. Исследователи Лаборатории реактивного движения Космического агентства создали лазерный спектрометр для изучения состава марсианской атмосферы. Датчик OPLS обладает способностью обнаруживать миллиардную долю метана в единице объема. Такая чувствительность датчика Open Path Laser Spectrometer уникальна. OPLS собирались применить на Марсе.

Но пока квадрокоптер с датчиком, имеющем исключительную чувствительность,  решили использовать на земле. Такой аппарат позволит решить проблемы содержания сетей газопроводов. Они простираются на многие тысячи километров, покрывая сетью континенты и обеспечивая доставку газа. Их повреждения приводят к значительным утечкам газа. Сети нуждаются в постоянном контроле и заделке повреждений. Беспилотник с OPLS будет контролировать состояние газопроводов с воздуха. Миниатюрный датчик не пропустит даже минимальных утечек газа из сети. Каждая незначительная утечка со временем превращается в немалые финансовые потери. А главное, газовые выбросы из трубопровода опасны для жизни и действуют губительно на природную среду.

Сегодня во всем мире газовые компании задействуют значительные средства для инспекции трубопроводов. И прежде всего, содержат большой штат инспекторов, которые обходят, объезжают сети и обследуют на предмет утечек. Это опасный и малопроизводительный труд, который можно облегчить или ускорить или исключить, благодаря использованию беспилотников, управляемых с земли.

Датчики OPLS имеет столь высокую чувствительность, что могут обнаруживать утечки газа на расстоянии.

Финансирует проект разработки квадрокоптеров для инспекции компания Pipeline Research Council International (PRCI). Сейчас беспилотник с датчиком OPLS проходит летные испытания. Исследователей интересует точность работы системы и надежность беспилотника. В феврале специалистами лаборатории MESA Университета Калифорнии и JPL были выполнены серии испытаний в центральной Калифорнии, на месторождениях.

Используя беспилотный вертолет, исследователи выделяют такое его преимущество, как умение зависнуть над тем местом, где обнаружена утечка. Но не исключают возможности испытаний и беспилотных самолетов, так как их сильной стороной является способность совершать длительные и быстрые перелеты. Они более перспективны для обследования трубопроводов в отдаленных и труднодоступных регионах.

Как насекомых превратили в дроны

Как насекомых превратили в дроны
Как насекомых превратили в дроны

Разработкой малых беспилотников, действие которых основано на принципах насекомых, занимаются во многих исследовательских центрах мира. Ученые заимствуют у живой природы способы передвижения, принципы действия и создали уже ряд дронов, которые умеют летать и ползать, как жуки. Они управляются дистанционно, повинуясь командам оператора.

Сегодня уже понятно, что миниатюрные устройства, созданные по принципу насекомых, являются идеальным вариантом беспилотников, создаваемых с целью наблюдения. Они станут незаменимыми во время поисково-спасательных и разведывательных операций, их можно задействовать и для борьбы с террористами.

Самые удачные решения в этом направлении удалось получить исследователям из Калифорнийского университета в Беркли и Наньянского технологического университета в Сингапуре. Они продвинулись дальше всех, сумев не просто повторить в технике принципы живой природы, а роботизировать насекомое.

Их достижения удивительны: обычные насекомые управляются человеком на расстоянии, благодаря прикрепленной на их спинах электронной начинке. Такая киборгизация насекомого позволит решить сразу несколько проблем.

Дрон-насекомое не нуждается в энергии аккумулятора, жук прекрасно летает в воздухе. Поэтому эффективность такого устройства намного выше классического варианта беспилотного аппарата. Питание рюкзачка с электронной начинкой выполняет литиевая батарея, напряжение которой 3,9 В. Ее достаточно для управления жуком в течение дня. Чтобы управлять классическим дроном столь долгое время без подзарядки, необходимо вложить в проект в десятки раз больше средств. По задумке ученых, со временем энергию для аппаратуры можно будет получать от солнца. А если пойти еще дальше, то от батареи можно отказаться, используя радиоволны из окружающего пространства.

Жук является идеальной робоплатформой, делая ненужными многие сенсоры и актуаторы, применяемые у современных дронов. Принцип дистанционного управления насекомым состоит в указании ему направления, куда нужно двигаться. Это достигается путем воздействия электродов на лапы, мышцы и зрительные доли мозга жука. Именно эти части тела отвечают за процесс полета. Система управления способна вынудить насекомое взлететь, повернуть в ту или иную сторону, перемещаться с необходимой скоростью.

Показателен один из экспериментов с жуком Mecynorrhina torquata, распространенным в Центральной и Юго-Восточной Африке. Это крупное насекомое весом в 8 г и длиной 7,5 см. На его спину был установлен набор, необходимый для выполнения функций в поисково-спасательной операции – сенсор тепла и микрофон. Рюкзачок с аппаратурой был укреплен с помощью пчелиного воска. Такой жук способен принести пользу в поиске людей, оказавшихся под обрушенными зданиями. Электронное оборудование для одного жука обошлось в $7.2. Исследователи продемонстрировали возможности системы управления насекомым в закрытом помещении и готовятся к испытаниям на открытой территории.

Киборгизация насекомых – это важнейшее достижение в робототехнике. Вместе с тем такое решение несет в себе серьезную морально-этическую проблему. Управление насекомым ведет за собой в будущем и возможность управлять людьми. Насекомых, участвовавших в испытаниях, исследователи выпустили на свободу. Они утверждают, что насекомые продолжали жить обычной жизнью, им не было нанесено вреда.

 

Летающий квадрокоптер научили ходить

Летающий квадрокоптер научили ходить
Летающий квадрокоптер научили ходить

Квадрокоптер Picobug похож на жука, недаром его называют «робожук».  Миниатюрный аппарат сделан в лаборатории GRASP Пенсильванского университета. Летательный аппарат превратили в механическое устройство, способное передвигаться по поверхности с помощью специального шасси.

Квадрокоптер имеет маленькие размеры, его длина и ширина по 11 см, а высота 4 см. Весит аппарат 30 г, в том числе, 8 г приходится на шагающее шасси. Дрон наделили способностью перемещаться и по воздуху, и по поверхности. В воздухе он развивает скорость до 18 км в час. Технические возможности дрона позволяют ему преодолевать по земной поверхности 576 м со скоростью 0,16 м в секунду.  Путем сочетания в квадрокоптере двух видов передвижения разработчики смогли увеличить период его автономной работы. Если бы он перемещался только по поверхности земли, одного заряда батареи аппарата было бы достаточно на 45 минут. При полете заряд батареи позволяет находиться в воздухе в течение 6 минут. Комбинированное передвижение экономит заряд батареи.

Управление дроном осуществляет автопилот. Когда Picobug шагает по поверхности, он может выявить препятствие и способен перелететь через него.

У создателей квадрокоптера большие планы на будущее. Сначала они собираются обеспечить дрон манипулятором для транспортировки маленьких предметов. И уже разработали такое устройство, которое будет весить всего 4,8 г. Теперь его нужно вмонтировать в дрон. Следующим шагом разработчиков станет создание роя таких аппаратов. Они намереваются решить амбициозную задачу по совместной транспортировке несколькими дронами большого груза.  Для этого построят несколько Picobug, заставят их подчиняться общему управлению и действовать совместно. Такие «робожуки» будут действовать как рой насекомых, сообща.

NASA заинтересовалась действительно автономным беспилотником

NASA заинтересовалась действительно автономным беспилотником
NASA заинтересовалась действительно автономным беспилотником

NASA и Исследовательская лаборатория ВВС США заявили о решении испытать беспилотный летательный аппарат, который считают действительно автономным. Он способен самостоятельно, без помощи оператора, планировать свои действия, взлетать и садиться, перемещаться в запланированном направлении, долетать до намеченного места и дозаправляться.

Беспилотный летательный аппарат будет иметь систему Traveler. Она должна обеспечить самостоятельность беспилотного аппарата. Разработчики создавали ее для службы 911. Перед системой Traveler стоит задача получить сигнал из района бедствия, определить расположение пострадавшего человека, и перенести к нему медицинские препараты или продовольствие. Прибыв к месту бедствия, беспилотник должен поддерживать связь со службой 911.

Система Traveler установлена на серийный беспилотный аппарат FireFLY6, получивший название Elissa. Он создан по схеме «летающее крыло», выполняет вертикальный взлет, вертикальную посадку и весит 4,1 кг. Создатель БПЛА – компания BirdsEyeView Aerobotics.

Traveler объединяет несколько систем, позволяющих автоматически уклоняться от столкновения с поверхностью земли и от столкновений в воздушном пространстве, а также блок, обеспечивающий регуляцию уровня ответственности аппарата. Широкие возможности системы обеспечивает восьмиядерный процессор Odroid-XU3.

В конце 2016 года начнутся испытания Elissa с системой Traveler. А 2017 году состоится испытательный полет. Частично беспилотник выполнит его без сопровождающего самолета. Этот путь аппарат пролетит без какого-либо надзора и вне прямой видимости оператора.
Тестовый полет уже разрешен Федеральным управлением гражданской авиации США. Огромный интерес к испытаниям объясняется ожидаемой автономностью БПЛА, которой на сегодня не может похвастаться ни один беспилотный аппарат.