Как дроны-беспилотники помогают в науке и технике

В наше время дроны-беспилотники занимаются всем, от борьбы с болезнями до уборки мусора в океане, доставки пиццы и многого другого. Технология беспилотников уже давно используется оборонными организациями и технически подкованными потребителями. Однако преимущества этой технологии выходят далеко за рамки только этих секторов. С ростом доступности дронов многие из самых опасных и высокооплачиваемых рабочих мест в коммерческом секторе созрели для замещения их летающими дронами. Варианты использования безопасных и экономически эффективных решений с участием дронов варьируются от сбора данных до доставки. По мере совершенствования технологий автономии и предотвращения столкновений способность дронов выполнять все более сложные задачи возрастает.

По данным PwC, развивающийся глобальный рынок бизнес-услуг с использованием дронов оценивается более чем в 127 миллиардов долларов. И поскольку все больше корпораций стремятся извлечь выгоду из этих коммерческих возможностей, инвестиции в разработку беспилотников выросли. (Например, среди летающих дронов, наиболее популярных на массовом рынке ведущее место занимает квадрокоптер с камерой, позволяющий вести фото и видео съемку с высоты птичьего полета)

Беспилотный летательный аппарат – это аппарат, работающий с помощью комбинации технологий, включая компьютерное зрение, искусственный интеллект, технологию обхода объектов и другие. Но беспилотники также могут быть наземными или морскими транспортными средствами, работающими автономно.

Ниже мы рассмотрим способы использования технологий беспилотников в самых разных сферах науки и техники.

Реагирование на чрезвычайные ситуации

Инновации в технологии камер оказали значительное влияние на растущее использование дронов. БПЛА (беспилотные летательные аппараты), оснащенные тепловизионными камерами, предоставили группам реагирования в чрезвычайных ситуациях идеальное решение для выявления жертв, которых трудно обнаружить невооруженным глазом.

В 2017 году Land Rover заключил партнерское соглашение с Австрийским Красным Крестом для разработки специального транспортного средства с установленным на крыше тепловизионным беспилотником. Транспортное средство включает в себя интегрированную систему посадки, которая позволяет беспилотнику безопасно приземляться на транспортном средстве во время движения. Этот пользовательский Land Rover Discovery, получивший название «Project Hero», надеется спасти жизни за счет ускорения времени отклика.

В прошлом году производитель дронов DJI запустил программу реагирования на чрезвычайные ситуации, которая дает первичным спасателям доступ к некоторым дронам и периферийным устройствам компании, а также техническую поддержку и помощь. До настоящего времени DJI сотрудничал с пожарными службами в Лос-Анджелесе и Менло-Парке, а также с офисом шерифа округа Аламеда.

Стартапы и университеты также разрабатывают системы, предназначенные для поиска и спасения. Flyability предлагает устойчивый к столкновениям беспилотный летательный аппарат, разработанный для работы в ограниченных зонах с ограниченным кругом обзора – средами, часто встречающимися группами реагирования на чрезвычайные ситуации.

Кроме того, Технологический университет Делфта проверил беспилотник скорой помощи, который может доставлять дефибрилляторы по требованию. Расширяя существующую аварийную инфраструктуру, дроны могут значительно увеличить выживаемость, как в сельских, так и в городских районах по всему миру.

Гуманитарная помощь и помощь от бедствий

Помимо аварийного реагирования беспилотники оказались полезными во время стихийных бедствий. После ураганов и землетрясений дроны использовались для оценки ущерба, определения местонахождения жертв и доставки помощи. И при определенных обстоятельствах они помогают полностью предотвратить бедствия.

В 2017 году беспилотники использовались для восстановления электропитания в районах, пострадавших от урагана «Харви», а также для обследования повреждений затопленных районов и оказания помощи в поисково-спасательных работах.

Чтобы помочь в мониторинге и борьбе с лесными пожарами, беспилотные камеры наблюдения, оснащенные тепловизионными камерами, которые используются для обнаружения аномальной температуры леса. Таким образом, пожарные команды могут определить районы, наиболее подверженные лесным пожарам, или увидеть пожары через несколько минут после их начала.

Сохранение дикой природы

Браконьерство и изменение климата оказывают огромное влияние на здоровье диких животных во всем мире. По оценкам Всемирного фонда дикой природы, тысячи видов ежегодно вымирают. Чтобы помочь в борьбе с этой тенденцией, защитники природы применяют инновационные методы для защиты и изучения наших глобальных экосистем. В сочетании с геопространственными изображениями беспилотники теперь используются для мониторинга и отслеживания животных.

Команда из Школы естественных наук Университета им. Джона Мура в Ливерпуле создает автономную систему беспилотных летательных аппаратов, которая может отслеживать исчезающие виды и передавать информацию об их благополучии обратно исследователям.

Океанский Альянс является примером организации, которая использовала дроны-беспилотники (такие как морской SnotBot) для сбора образцов – в частности, слизи от китов. В дополнение к облегчению исследований экосистем, дроны могут также позволить защитникам природы бороться с браконьерами.

Контроль за болезнями животных

Отслеживание животных также позволяет исследователям отслеживать и их заболевания. Дроны с тепловизионными камерами использовались Лондонской школой гигиены и тропической медицины для отслеживания перемещений макак в провинции Палаван на Филиппинах – в регионе, где малярия является активной угрозой.

Способность следовать за этими животными дала дополнительное понимание возможного движения инфекционного заболевания и его скачков от животных к людям. Аналогичным образом Microsoft использует технологию беспилотных летательных аппаратов для улавливания и тестирования комаров на наличие инфекционных заболеваний. В идеале, эта информация может быть использована для защиты местных жителей, и в будущем может помочь предотвратить эпидемии, прежде чем они начнутся.

Другая болезнь, с которой борются с помощью дронов, это шистосомоз, тропическое заболевание, вызываемое паразитическими червями. Команда исследователей, состоящая из ученых из Университета Вашингтона и Стэнфорда, впервые применила экспериментальный метод для отслеживания распространения и прогнозирования передачи шистосомоза. Вместо того, чтобы использовать животных, в подходе команды используются дроны и спутниковые изображения для отслеживания присутствия «некореневшей, плавающей растительности», в которой улитки, передающие болезнь, образуют свои места обитания – обнаружение этих мест с помощью изображений дронов позволяет исследователям узнать, какие области находятся на более высоком уровне риска шистоматоза.

Здравоохранение

Современная медицина оказала глубокое влияние на профилактику заболеваний, увеличение продолжительности жизни и повышение общего уровня жизни. Тем не менее, многие сельские районы по всему миру не имеют доступа к высококачественной медицинской помощи. В то время как медикаменты можно доставлять традиционными способами, в определенных обстоятельствах требуется быстрый доступ к лекарствам, крови и медицинским технологиям – потребность, которую могли бы выполнять дроны.

В 2018 году WakeMed Health & Hospital в Северной Каролине в партнерстве с министерством транспорта штата провела пилотную программу по проверке практичности использования беспилотников для доставки медицинских посылок между больничными городками.

После серии успешных испытаний WakeMed заключил партнерские отношения с калифорнийским производителем дронов Matternet, а затем и UPS, для дальнейшего развития усилий по доставке дронов в больницу.

К слову использование дронов для доставки, как лекарств, так и других необходимых товаров может быть особенно актуальным в наши дни в связи со всемирной пандемией коронавируса и всеобщего карантина.

Прогноз погоды

Ученые используют новые формы аппаратного и программного обеспечения для сбора данных, чтобы помочь изучать климат и лучше прогнозировать будущие изменения в глобальных погодных системах. Сегодня большая часть данных собирается через стационарные структуры или собирается с помощью решений для геопространственных изображений. Дроны, однако, предлагают универсальный вариант, который может физически следовать погодным условиям по мере их развития.

Сельское хозяйство

Фермеры по всему миру постоянно стремятся сократить расходы и увеличить урожайность. С помощью беспилотников сельскохозяйственные работники могут собирать данные, автоматизировать избыточные процессы и повышать эффективность.

Например, Raptor Maps – это стартап сельскохозяйственной аналитики, который опирается на беспилотники, чтобы помочь фермерам лучше прогнозировать свой потенциальный урожай.

Другая область, где беспилотники набирают обороты, – это выращивание культур – процесс, который может быть повторяющимся, требующим много времени и ориентированным на детали. Посадка семян может быть очень энергоемким процессом, но такие компании, как DroneSeed, которая в 2017 году привлекла 5,1 млн. долл. США от Social Capital, стремятся упростить эту задачу, используя дроны-беспилотники для воздушного распространения семян.

В исследовательском качестве беспилотники также использовались для опыления цветов. Этот подход может однажды оказаться полезным для компенсации сокращения численности пчел.

В нашей статье мы привели лишь некоторые примеры использования дронов для пользы человечества.