Monospinner — простейший беспилотник с одним пропеллером

Monospinner - простейший беспилотник с одним пропеллером
Monospinner — простейший беспилотник с одним пропеллером

Беспилотный летательный аппарат Monospinner считают одним из самых устойчивых к поломке и выходу из строя. Такое преимущество он получил, благодаря усилиям разработчиков, поставивших цель создать беспилотник предельно простой конструкции. Они пошли по пути минимизации сложных узлов дрона и построили Monospinner с одной движущейся частью – пропеллером.

Внешне Monospinner представляет собой летающую игрушку с дистанционным управлением. Сначала он поднимается над поверхностью в воздушное пространство, и лишь затем им можно управлять. Простая конструкция является привлекательной чертой беспилотного аппарата. В то же время, она лишает его хорошей маневренности, которой отличаются квадрокоптеры и радиоуправляемые вертолеты.  В отличие от вертолета, Monospinner лишен хвостового и вертикального роторов, он не имеет дополнительных деталей и узлов, помогающих в управлении дроном.  Monospinner летает по принципу бумеранга. Несмотря на несбалансированную ассиметричную конструкцию, беспилотный аппарат хорошо летает и вполне управляем.

Однако недостатком модели считают то, что Monospinner не способен обеспечить качественную видеосъемку при установке на нем камеры. А значит, использовать его в традиционных для дронов сферах – разведке и наблюдении – невозможно. Оставляет желать лучшего и система управления. Дрон усеян разнообразными датчиками, данные которых поступают на внешний компьютер. Управление осуществляется с помощью обратных связей с компьютером.

Аппарат с такой аэродинамической схемой нуждается в высокопроизводительных мало энергопотребляющих контроллерах, которые обеспечат автономное управление дроном. Это значительно повысит шансы на использование Monospinner в разных сферах деятельности.

Ассиметричный беспилотник построен в Швейцарской высшей технической школе Цюриха. Достижением разработчиков стало нахождение такого сочетания тяги винта и угловой скорости, при котором аппарат способен зависать в пространстве, перемещаться и возвращаться в стабильное положение после неконтролируемого вращения.

Как заявили разработчики, их цель – построить беспилотник, в котором не будет движущихся частей.

Кто победит: Stingray или X-47B?

Кто победит: Stingray или X-47B?
Кто победит: Stingray или X-47B?

Если ранее ВМС США были нацелены на беспилотники X-47B, разрабатываемые Northrop Grumman, то теперь у проекта появились конкуренты. Это, в первую очередь, беспилотник Stingray – «морской скат». Программу Northrop Grumman свернули в 2015 году, когда уже были созданы два прототипа и прошло тестирование посадки беспилотника на авианосец.

Пентагон заинтересовался идей создания флота беспилотников, главной задачей которых станет дозаправка самолетов в воздухе, а возможно, и участие в разведке. Программу назвали Carrier Based Aerial Refuelling System, а создаваемые беспилотники MQ-XX Stingray.  И Northrop Grumman, и Lockheed Martin, представившая идею Stingray, будут доказывать пользу своих разработок в течение текущего года. Победитель получит контракт от военных.

Дискуссия о военных дронах будущего продолжается. Так, исследователи U.S.Naval Institute разделились во мнении по поводу будущего использования дронов. То ли они станут невидимыми, будут переносить вооружение и летать на большие расстояния, то ли займут вспомогательную роль в воздушных силах в качестве дозаправщиков.

Если победит проект Lockheed Martin, военные получат ударный беспилотник Stingray, способный выполнять роль летающего заправщика, разведывательного дрона и ударного аппарата. Такой аппарат имеет большие шансы. При условии, что беспилотник построят по схеме летающего крыла, это не станет помехой для использования его в качестве разведчика и заправщика. В то же время, заменив топливные баки на бомбовые отсеки и нанеся на поверхность аппарата антирадарное покрытие,  можно применить беспилотник в качестве боевого дрона-невидимки.

Свои предложения по созданию беспилотников представили и компании General Atomics и Boeing. Их идея состоит в разработке классического недорогого беспилотника, которому не нужна скрытность. Его задачей станет заправка самолетов в воздухе. Преимуществом такого проекта является меньшие затраты по сравнению с созданием беспилотника по схеме летающего крыла.

В 2017 году Пентагон намерен выдать запрос на строительство беспилотника и получить результат к 2025 году, когда планируется его внедрение. Получатель такого контракта получит значительную долю рынка военных беспилотников, ежегодный объем которого оценивается в более, чем $10 млрд.

Беспилотники осваивают Антарктику

Беспилотники осваивает Антарктику
Беспилотники осваивает Антарктику

Услуги беспилотных летательных аппаратов нужны и в Антарктике. Без них не обойтись на южном полюсе. Погодные условия там способствуют частым катастрофам самолетов, выполняющих исследования. В основном самолеты используют для замеров ледяных шапок на полюсе. Для выполнения такой задачи требуется немало усилий. Для управляемого самолета — это сложная и опасная задача. Фотосъемка ледяных шапок занимает много времени.

Беспилотный летательный аппарат Tiburon, созданный американскими исследователями, имеет все возможности для работы в сложных условиях Антарктики. Он обеспечен сменным комплексом, включающим сенсоры и датчики. Используя его, оператор может переориентировать беспилотник на выполнение тех или иных задач. Теперь риску подвергается беспилотный аппарат,  Tiburon представляет собой самолет без пилота с набором радарных инструментов, позволяющих проводить исследования на полюсе. Его вес составляет 20 кг.

От прочих беспилотных аппаратов, применяемых в исследовательских целях,  Tiburon отличается универсальностью. Ему доступен широкий спектр задач при смене комплекса датчиков на аппарате. Беспилотный Tiburon способен определять уровень шапок льда, проводить мониторинг газовых и нефтяных трубопроводов, выявлять выросшие деревья, которые могут нанести повреждение линиям трубопроводов. Задействовав комплекс, содержащий радар и активный дальномер оптического диапазона, можно направлять беспилотник на измерение толщины льдов. Для выполнения других задач требуется установить на БПЛА иные комплекты приборов.

Tiburon не только снижает риски исследовательских работ на полюсе, но и делает исследования менее дорогими. Если один час исследований с помощью пилотируемого летательного аппарата обходится в 3 тыс. долларов, то использование беспилотника обойдется дешевле на 60%. Кроме того, дрон выполняет работу намного быстрее пилотируемого аппарата. Если используется группа беспилотников, площадь выполнения исследований намного возрастает.

Следующим этапом работы американской компании Intuitive Machines станет создание новых датчиков для беспилотника. Они позволят намного дольше находиться в воздухе и, возможно, побить нынешний рекорд для такого класса дронов — 54 час. 27 мин.

Дроны уже используют при ДТП

Дроны уже используют при ДТП
Дроны уже используют при ДТП

Использование беспилотников для расследования ДТП оказалось самым лучшим решением. К такому выводу пришли полицейские португальского  города Вила-Реал. До сих пор они расследовали ДТП так же, как во всех странах мира. На место происшествия стягивались значительные силы полицейских, которые надолго перекрывали движение, затрудняя проезл прочим транспортным средствам. Длительный процесс расследования на месте и возникновение пробок создают немало проблем.

Специалисты университета Траз-уж-Монтиш и Алту-Дору по заданию полиции Вила-Реал занялись инновационным проектом, суть которого состоит во внедрении нового метода расследования. Расследование ДТП будет проводится с применением небольших беспилотных аппаратов, оснащенных камерой с высоким разрешением.

Дронам поручат вести с воздуха съемку места, где зафиксировано происшествие. Достаточно нескольких минут наблюдения с помощью дрона, чтобы получить всю информация с места ДТП. Она поможет воссоздать в подробностях транспортное происшествие. Таким образом будет решена проблема остановки движения транспорта на обследуемом участке дороги. Информация, полученная с помощью дрона, намного точнее и яснее той, которую выдают после обследования полицейские, прибывшие на место ДТП. С ее помощью можно восстановить происшествие с высокой точностью. К такому выводу пришли в полиции города Вила-Реал.

Новый метод уже проходит тестирование в полиции города, ожидается, что срок внедрения его будет вскоре определен. Беспилотники при расследовании ДТП готовы использовать и в других странах. Наибольшего успеха достигла канадская компания Aeryon Labs в создании дрона для быстрой фиксации данных транспортного происшествия. Полиция Канады уже приняла на вооружение три беспилотных аппарата, разработанных в Aeryon Labs. Это дрон Scout, цена которого составляет 65 тыс. долларов и дрон SkyRanger по цене 120 тыс. долларов. Полиция Канады осваивает беспилотники и новую методику фиксации ДТП. Представитель полиции провинции Онтарио сообщает, что правоохранители предпочитают использовать беспилотники как можно чаще, благодаря их способности быстро обследовать обширные области, где происходят ДТП.

Беспилотники защитят носорогов

Беспилотники защитят носорогов
Беспилотники защитят носорогов

БПЛА с приборами ночного видения стали частью системы охраны заповедных парков. Африканские заповедники оснащают высокотехнологичным оборудованием, среди которого и беспилотники. Уникальные заповедники нуждаются в защите от браконьеров. Их удаленность и открытость привлекает желающих получить наживу. Постепенно заповедники получают помощь. Так, в прошлом году в Танзании провели испытания беспилотных самолетов компании Bathawk Recon. А в заповедниках Южной Африки уже пользуются услугами дронов, благодаря чему удалось защитить от гибели носорогов, ранее погибавших ежемесячно.

На защиту природных заповедников были направлены ряд проектов беспилотников, предназначавшихся для наблюдения за ситуацией с воздуха в Кении, Танзании и прочих африканских странах.

Новый проект Connected Conservation также не обошелся без дронов, однако предложил их использовать как часть общего технологического решения. Такая система проходит испытания в Южной Африке, в Национальном парке Крюгера.

Первым этапом проекта является создание коммуникационной сети на территории заповедного парка. Она будет содержать точки доступа к Wi-Fi в нескольких местах охраняемой зоны, которые смотрители могут использовать для подключения. Такая возможность даст им информацию о неординарных событиях на территории парка, о подозрительных ситуациях. Каждый смотритель сможет наблюдать видеокадры с разных участков в независимости от их расположения и нахождения охранника.

Достоинством системы является возможность биометрического сканирования, благодаря которой служба безопасности сможет быстро проверить каждого посетителя на предмет судимости и нарушений поведения. В общее решение входят видеокамеры, фиксирующие тех, кто приезжает и уезжает из заповедника, беспилотники, контролирующие территорию парка в ночное время, датчики, фиксирующие перемещение автотранспорта. Защиту заповедника по периметру обеспечивают камеры слежения и стационарные сейсмические датчики.

Информацию, полученную со всех источников, анализируют, и в случае необходимости, сотрудники парка получают предупреждения об опасности. В самых сложных ситуациях на помощь охранникам приходят сотрудники, доставляемые вертолетом.

В Национальном парке Крюгера первый этап проекта уже пройден, сеть связи создана. Теперь устанавливается дополнительное оборудование. После испытаний новой технологии, ее возьмут на вооружение в других заповедных зонах Африки. В настоящее время критическим является положение с носорогами. Их уничтожение опасно выросло, с 13 носорогов в 2007 году до 1215 животных в 2014 году. Только кардинальные меры по охране заповедников Африки помогут сохранить их на территориях Южной Африки.

Hover Camera – дрон для видеосъемки в помещении

Hover Camera – дрон для видеосъемки в помещении
Hover Camera – дрон для видеосъемки в помещении

Hover Camera – один из немногих мультикоптеров, предназначенных для использования в помещениях. На рынке сегодня массово представлены беспилотники, качества которых обеспечивают их полеты на открытом пространстве и съемку видеокадров. Потребителям представлен большой выбор потребительских дронов для видеосъемки, многие из которых коммерчески доступны. В то же время, такие беспилотники невозможно использовать в закрытом пространстве, это опасно для самого аппарата и для людей.

Предлагаемые рынком мультикоптеры для видеосъемки внутри помещения имеют скудные возможности, поэтому стартап Zero Zero Robotics – летающая камера – вызывает немалый интерес. Мало того, что он специально создавался для помещения. Дрон наделен немалым количеством полезных возможностей.

Летающая камера способна зависать в воздухе в нужном месте. Режим зависания контролируется автопилотом. Сразу после включения беспилотник зависает в пространстве. Hover Camera имеет большое преимущество среди подобных дронов – искусственный интеллект. Благодаря такому бортовому оснащению, дрон многое может: распознает человека по лицу, осознает свое расположение в пространстве. Одно из его свойств – фиксировать человека в фокусе камеры и перемещаться за ним следом. Человек идет по комнате, а дрон передвигается по воздуху за ним следом.

Удобно управлять дроном со смартфона при установке специального мобильного приложения. Он имеет вес 238 г. В корпусе беспилотника скрыты пропеллеры, что делает его безопасным для окружающих. Он имеет две цифровые камеры разного назначения. Одна камера, снимающая видеосъемку в разрешении 4K, способна разворачиваться вниз или вверх и по горизонтали. Вверх камера перемещается на 90º, вниз – на 30 º. Назначение второй камеры – ориентирование аппарата в помещении, она постоянно направлена вниз. Так как GPS внутри помещения не доступно, положение летающей камеры стабилизирует зафиксированная камера для ориентации. Дрон-камера способен работать в воздухе на протяжении 8 минут, пока хватает зарядки аккумулятора. Затем его нужно менять или заряжать.

Основатель проекта Мэн Ван Цю говорит, что целью команды было создать персональную летательную камеру, портативную, безопасную, очень простую в использовании. Важно, что вес беспилотника составляет менее 250 г, что избавит аппарат от сложностей с регистрацией в ряде стран. Дизайн аппарата столь уникален, что разработчики получили 16 патентов.

Создатели обещают, что летающая камера появится в продаже летом этого года.

В гонке дронов побеждает сила мысли

В гонке дронов побеждает сила мысли
В гонке дронов побеждает сила мысли

В университете Флориды впервые состоялись гонки дронов, которые управлялись силой мысли. Участники гонок получили разные призы — камеры GoPro Hero4, беспроводные наушники, часы Apple Watch Sport. Этот этап гонок показал возможность практического применения совместных достижений робототехники и нейробиологии в повседневной жизни. Технологии, созданные на стыке этих наук, быстро развиваются, набирают популярность и показывают прекрасные результаты.

Нейрокомпьютерные интерфейсы особенно интересуют нейробиологов, они выбрали беспилотники для испытания их возможностей.

Над созданием беспилотных аппаратов, управляемых мыслью, сегодня трудится немало исследователей. Гонки дронов дают им возможность продемонстрировать достижения, протестировать разработки и привлечь к перспективному направлению внимание. А для участников гонок нейрокомпьютерный интерфейс дает новые возможности, делая обычное управление менее интересным.

Исследователи Университета Флориды предложили свой нейрокомпьютерный интерфейс. Перед оператором на экране компьютера располагается объект, на который выполняется воздействие с помощью мысленных усилий. Человеку нужно представить, как объект перемещается в нужном направлении. На основе сигналов, поступающих из мозга человека, программа способна научиться перемещать беспилотник в заданном направлении.

Исследователи используют самообучающуюся программу, умеющую обнаружить и интерпретировать сигналы, исходящие из мозга человека. Снятие электроэнцефалограммы мозга выполняется с помощью датчиков. Сигналы мозга программа превращает в команды, управляющие беспилотником. Ученые предполагают, что дальнейшее совершенствование технологии позволит применить ее для контроля и управления не только для беспилотных летательных аппаратов, но и для облегчения передвижения инвалидов.

Для участников гонок дронов с мысленным управлением соревнования стали новым этапом, стимулирующим развитие такого вида спорта. У него появляется все больше приверженцев. Теперь участники гонок могут обходиться без очков виртуальной реальности, без джойстиков и рассчитывать только на силу и концентрацию мысли.

Подобные исследования уже используются в практических проектах, например, позволяя парализованному человеку управлять силой мысли без участия спинного мозга.

В России развитием управления роботами и беспилотниками с применением нейроинтерфейса занимается компания Нейроботикс.

NASA испытает общенациональную систему управления движением дронов

NASA испытает общенациональную систему управления движением дронов
NASA испытает общенациональную систему управления движением дронов

Беспилотные летательные аппараты завоевывают мир, а в США бурное развитие беспилотной техники грозит тем, что воздушное пространство в скором времени будет не менее загружено, чем автомобильные трассы страны. Кроме дронов, используемых в личных целях, ожидается появление большого их количества в бизнесе. Поэтому потребность в регулировании движения на высоте назрела. Этим вопросом занялось NASA, поставив цель создать систему управления движением беспилотных летальных аппаратов.

Агентство готово начать испытания пробной системы в разных регионах страны. Среди компаний, готовых развивать бизнес с помощью беспилотников, самыми известными являются Amazon , Google и Walmart. Им нужно пространство в воздухе для доставки товаров и эффективная система управления этим трафиком. Эти компании готовы стать участниками испытаний. Немало заинтересованных в выделении пространства для беспилотников среди стартапов, готовых заняться беспилотной доставкой.

Проблема назрела, что привело к появлению ряда инициатив, продвигающих беспилотники в американское воздушное пространство. В основном предложения состоят в следующем. Высота до 152 м, над которой находится коридор для авиации общего назначения, отводится для беспилотников. Ее возможно разделить на пространство, где будут летать низкоскоростные дроны любителей, и часть, предназначенную для более скоростных беспилотных аппаратов, доставляющих товар. Есть предложения по использованию для регулирования воздушного пространства подхода, применяемого для управления движением на поверхности земли. Дорожное движение управляется с помощью системы дорог, полос, светофоров, создания правил для движения. В воздушном пространстве это требует создания коридоров для движения и динамического выявления положения БПЛА. Целью управления движением беспилотников является предотвращение столкновений аппаратов, выявление сбившихся с курса, заторов, корректировка движения с учетом погодных условий, планирования траектории движения на лету.

Испытания системы управления движением беспилотниками начинается в разных местах США. Испытательные участки утвердило Федеральное управление гражданской авиации (FAA). В условиях хорошей погоды специалисты запустили 24 беспилотника на разных участках страны. Их контролировал Научно-исследовательский центр Эймса в Калифорнии. Операторы с диспетчерского зала UTM взаимодействовали с пилотами дронов. Запускались беспилотные летательные аппараты разного типа, использующие разное программное обеспечение.

Результаты тестирования NASA использует в дальнейшей работе над технологиями управления движением вместе с Федеральным управлением гражданской авиации. Испытания системы управления дронами будут проводиться регулярно, в том числе, в густонаселенных регионах. Приоритетом дальнейших тестов станет исследование возможности динамически корректировать движение беспилотника с целью соблюдения безопасных дистанций для БПЛА.

Планы Facebook основаны на дронах

Планы Facebook основаны на дронах
Планы Facebook основаны на дронах

Ежегодную конференцию Facebook F8 уже назвали судьбоносной. Планы, которые озвучил на конференции Марк Цукерберг, впечатляют. Компания обещает сделать интернет доступным в любой точке земли. Через десять лет Facebook распространит интернет повсеместно. И сделает это с помощью дронов, которые будут раздавать интернет. Большой беспилотник  Aquila запустят в небо в этом году. В размахе крыльев он подобен Boeing-737, но имеет небольшой вес, в 455 кг, благодаря использованию углепластика. Он специально разработан для использования в труднодоступных местах, где необходим доступ к интернету. Во многих регионах вышки, раздающие интернет, нецелесообразны. Особенно, в тех местах, где идут боевые действия или часты природные катаклизмы. Поэтому руководство Facebook нашло вариант установки оборудования на летающие точки доступа. Беспилотник имеет форму «летающее крыло» и оснащен солнечными панелями. Они дают возможность беспилотнику летать несколько месяцев, давая энергию электромоторам БПЛА и установленному на нём сетевому оборудованию.

Причем Aquila может подниматься на высоту до 20 км, выше облаков, поэтому подзарядка не будет проблемой. На такой высоте дрон не будет представлять угрозу для самолетов.

Беспилотники являются универсальной альтернативой, так как они менее дороги, чем стационарные вышки или телекоммуникационные спутники, охватывают большую территорию, а их мощность можно увеличивать, добавляя новые аппараты.

Планируется в дальнейшем наделить дрон способностью изменять высоту, увеличивая до 27,4 км. Таким образом Aquila сможет охватить покрытием территорию в 50 км с помощью роста мощности сигнала и снижения скорости подключения. Лазерная система связи позволит дронам Aquila обмениваться данными друг с другом. Она действует на расстоянии 16 км на поверхности земли. В воздухе и в условиях перемещения дронов это расстояние может меняться в зависимости от уровня рассеивания в разреженном пространстве и от перемещений аппаратов друг относительно друга.

Дрон Aquila создан Connectivity Lab и британской компанией Ascenta. Более всего он необходим для раздачи Интернета в странах Африки, Южной Америки и Южной Азии.

Состояние объектов недвижимости контролируют дроны

Состояние объектов недвижимости контролируют дроны
Состояние объектов недвижимости контролируют дроны

Дроны все настойчивей вторгаются в различные сферы деятельности человека. В армии, полиции, обслуживании трубопроводов, мониторинге сельскохозяйственных посевов, доставке почты и медикаментов – везде есть потребность в дронах. Еще одно направление, где беспилотники могут превратиться в незаменимого помощника человека, — сфера недвижимости.

Риэлторские компании в США уже начали использовать дроны для аэрофотосъемки недвижимости, выставляемой на продажу. Пока это недорогие дроны, находящиеся в личном владении риэлторов. Но появились и фирмы, оказывающие риэлторам такие услуги с помощью собственных дронов. Они проводят съемку, помогают сделать анализ снимков, выдают консультации, Для этого пользователи услуги не получают разрешений от властей.

Дело уже дошло до составления рекомендаций тем компаниям, которые желают пользоваться беспилотниками в своем бизнесе. Их выдала Национальная ассоциация риэлторов США.

Аэрофотосъемка стала необходимостью в деле продажи недвижимости. Демонстрация ее результатов показывает потенциальному покупателю все возможности объекта, его достоинства и недостатки. Риэлторы, предоставляющие покупателям данные аэрофотосъемки пользуются преимуществом. Ведь клиент получает возможность воочию убедиться в наличии тех или иных объектов недвижимости на территории и выяснить их состояние.

Проводить аэрофотосъемку можно с помощью вертолета, но такая услуга обходится дорого. Использование вертолета требует получения ряда разрешений, а это лишние траты времени и средств. Процесс затягивается и становится сложным. С дроном все намного проще. Во многих странах небольшой дрон может летать без ограничений, без получения разрешений на полет. В США для использования в коммерции дрона необходима его регистрация, но преимуществ у фото и видеосъемки с помощью дрона все же намного больше. Поэтому не удивительно, что дроны приобретают популярность среди риэлторов. Президент Национальной ассоциации риэлторов США Том Саломон заявил, что NAR будет продвигать идею интеграции беспилотников в воздушное пространство США. Аэрофото- и видеосъемка с применением дроном становится намного доступнее, выполняется быстрее, не требует получения разрешений. Поэтому она коммерчески привлекательна для бизнесменов.