Як дрони-безпілотники допомагають в науці і техніці

У наш час дрони-безпілотники займаються всім, від боротьби з хворобами до прибирання сміття в океані, доставки піци і багато чого іншого. Технологія безпілотників вже давно використовується оборонними організаціями і технічно підкованими споживачами. Однак переваги цієї технології виходять далеко за рамки тільки цих секторів. З ростом доступності дронів багато з найнебезпечніших і високооплачуваних робочих місць в комерційному секторі дозріли для заміщення їх літаючими дронами. Варіанти використання безпечних і економічно ефективних рішень за участю дронів варіюються від збору даних до доставки. У міру вдосконалення технологій автономії і запобігання зіткнень здатність дронів виконувати все більш складні завдання зростає.

За даними PwC, глобальний ринок бізнес-послуг, що розвивається, з використанням дронів оцінюється більш ніж в 127 мільярдів доларів. І оскільки все більше корпорацій прагнуть отримати вигоду з цих комерційних можливостей, інвестиції в розробку безпілотників зросли.

Безпілотний літальний апарат – це апарат, що працює за допомогою комбінації технологій, включаючи комп’ютерний зір, штучний інтелект, технологію обходу об’єктів та інші. Але безпілотники також можуть бути наземними або морськими транспортними засобами, що працюють автономно.

Нижче ми розглянемо способи використання технологій безпілотників в самих різних сферах науки і техніки.

Реагування на надзвичайні ситуації

Інновації в технології камер мали значний вплив на зростаюче використання дронів. БПЛА (безпілотні літальні апарати), оснащені тепловізійними камерами, надали групам реагування в надзвичайних ситуаціях ідеальне рішення для виявлення жертв, яких важко виявити неозброєним оком.

У 2017 році Land Rover уклав партнерську угоду з австрійським Червоним Хрестом для розробки спеціального транспортного засобу з встановленим на даху тепловізійним безпілотником. Транспортний засіб включає в себе інтегровану систему посадки, яка дозволяє безпілотнику безпечно приземлятися на транспортному засобі під час руху. Цей користувальницький Land Rover Discovery, який отримав назву “Project Hero”, сподівається врятувати життя за рахунок прискорення часу відгуку.

У минулому році виробник дронів DJI запустив програму реагування на надзвичайні ситуації, яка дає первинним рятувальникам доступ до деяких дронів і периферійних пристроїв компанії, а також технічну підтримку і допомогу. До теперішнього часу DJI співпрацював з пожежними службами в Лос-Анджелесі і Менло-Парку, а також з офісом шерифа округу Аламеда.

Стартапи та університети також розробляють системи, призначені для пошуку та порятунку. Flyability пропонує стійкий до зіткнень безпілотний літальний апарат, розроблений для роботи в обмежених зонах з обмеженим колом огляду – середовищами, що часто зустрічаються групами реагування на надзвичайні ситуації.

Крім того, технологічний університет Делфта перевірив безпілотник швидкої допомоги, який може доставляти дефібрилятори на вимогу. Розширюючи існуючу аварійну інфраструктуру, дрони можуть значно збільшити виживання, як в сільських, так і в міських районах по всьому світу.

Гуманітарна допомога та допомога від лих

Крім аварійного реагування безпілотники виявилися корисними під час стихійних лих. Після ураганів і землетрусів дрони використовувалися для оцінки збитку, визначення місцезнаходження жертв і доставки допомоги. І за певних обставин вони допомагають повністю запобігти лихам.

У 2017 році безпілотники використовувалися для відновлення електроживлення в районах, постраждалих від урагану «Харві», а також для обстеження пошкоджень затоплених районів і надання допомоги в пошуково-рятувальних роботах.

Щоб допомогти в моніторингу та боротьбі з лісовими пожежами, безпілотні камери спостереження, оснащені тепловізійними камерами, які використовуються для виявлення аномальної температури лісу. Таким чином, пожежні команди можуть визначити райони, найбільш схильні до лісових пожеж, або побачити пожежі через кілька хвилин після їх початку.

Збереження дикої природи

Браконьєрство та зміна клімату мають величезний вплив на здоров’я диких тварин у всьому світі. За оцінками Всесвітнього фонду дикої природи, тисячі видів щорічно вимирають. Щоб допомогти в боротьбі з цією тенденцією, захисники природи застосовують інноваційні методи для захисту і вивчення наших глобальних екосистем. У поєднанні з геопросторовими зображеннями безпілотники тепер використовуються для моніторингу та відстеження тварин.

Команда зі школи природничих наук Університету ім. Джона Мура в Ліверпулі створює автономну систему безпілотних літальних апаратів, яка може відстежувати зникаючі види і передавати інформацію про їх благополуччя назад дослідникам.

Океанський Альянс є прикладом організації, яка використовувала безпілотники (такі як Морський SnotBot) для збору зразків – зокрема, слизу від китів. На додаток до полегшення досліджень екосистем, дрони можуть також дозволити захисникам природи боротися з браконьєрами.

Контроль за хворобами тварин

Відстеження тварин також дозволяє дослідникам відстежувати і їх захворювання. Дрони з тепловізійними камерами використовувалися Лондонською школою гігієни і тропічної медицини для відстеження переміщень макак в провінції Палаван на Філіппінах – в регіоні, де малярія є активною загрозою.

Здатність слідувати за цими тваринами дала додаткове розуміння можливого руху інфекційного захворювання і його стрибків від тварин до людей. Аналогічним чином Microsoft використовує технологію безпілотних літальних апаратів для уловлювання і тестування комарів на наявність інфекційних захворювань. В ідеалі, ця інформація може бути використана для захисту місцевих жителів, і в майбутньому може допомогти запобігти епідемії, перш ніж вони почнуться.

Інша хвороба, з якою борються за допомогою дронів, це шистосомоз, тропічне захворювання, що викликається паразитичними хробаками. Команда дослідників, що складається з вчених з Університету Вашингтона та Стенфорда, вперше застосувала експериментальний метод для відстеження розповсюдження та прогнозування передачі шистосомозу. Замість того, щоб використовувати тварин, підхід команди використовує дрони та супутникові зображення для відстеження присутності «некореневої, плаваючої рослинності», в якій равлики, що передають хворобу, утворюють свої місця проживання – виявлення цих місць за допомогою зображень дронів дозволяє дослідникам з’ясувати, які області знаходяться на більш високому рівні ризику шистоматозу.

Охорона здоров’я

Сучасна медицина зробила глибокий вплив на профілактику захворювань, збільшення тривалості життя і підвищення загального рівня життя. Тим не менш, багато сільських районів по всьому світу не мають доступу до високоякісної медичної допомоги. Хоча ліки можуть бути доставлені традиційними способами, за певних обставин потрібен швидкий доступ до ліків, крові та медичних технологій – потреба, яку могли б виконувати дрони.

У 2018 році WakeMed Health & Hospital в Північній Кароліні в партнерстві з Міністерством транспорту штату провела пілотну програму з перевірки практичності використання безпілотників для доставки медичних посилок між лікарняними містечками.

Після серії успішних випробувань WakeMed уклав партнерські відносини з каліфорнійським виробником дронів Matternet, а потім і UPS, для подальшого розвитку зусиль з доставки дронів до лікарні.

До слова використання дронів для доставки, як ліків, так й інших необхідних товарів може бути особливо актуальним в наші дні у зв’язку зі всесвітньою пандемією коронавірусу і загального карантину.

Прогноз погоди

Вчені використовують нові форми апаратного та програмного забезпечення для збору даних, щоб допомогти вивчати клімат і краще прогнозувати майбутні зміни в глобальних погодних системах. Сьогодні більша частина даних збирається через стаціонарні структури або збирається за допомогою рішень для геопросторових зображень. Дрони, однак, пропонують універсальний варіант, який може фізично слідувати погодним умовам у міру їх розвитку.

Сільське господарство

Фермери по всьому світу постійно прагнуть скоротити витрати і збільшити врожайність. За допомогою безпілотників сільськогосподарські працівники можуть збирати дані, автоматизувати надлишкові процеси і підвищувати ефективність.

Наприклад, Raptor Maps – це стартап сільськогосподарської аналітики, який спирається на безпілотники, щоб допомогти фермерам краще прогнозувати свій потенційний урожай.

Інша область, де безпілотники набирають обертів, – це вирощування культур – процес, який може бути повторюваним, що вимагає багато часу і орієнтованим на деталі. Посадка насіння може бути дуже енергоємним процесом, але такі компанії, як DroneSeed, яка в 2017 році залучила 5,1 млн. дол. США від Social Capital, прагнуть спростити це завдання, використовуючи дрони-безпілотники для повітряного поширення насіння.

У дослідницькій якості безпілотники також використовувалися для запилення квітів. Цей підхід може одного разу виявитися корисним для компенсації скорочення чисельності бджіл.

У нашій статті ми навели лише деякі приклади використання дронів для користі людства.