Беспилотники. Классификация автономности

В последние годы все больше производителей дронов предлагают клиентам “автономные” аппараты “с элементами искусственного интеллекта”. Стоит ли говорить о том, что под широкими определениями скрываются совершенно различные БЛА - в некоторых случаях, весьма посредственные? В отличие от робомобилей с их пятью уровнями автономности, дроны лишены сколь-либо вменяемых классификаций. Более того, отдельные пользователи ошибочно классифицируют дроны, опираясь на оценочную шкалу, введенную производителями робокаров.

В начале двадцать первого века автономность дронов существенно возросла - в 2011 году США представили аппарат X-47B, способный взлетать и садиться на авианосец в автономном режиме и проводить дозаправку пилотируемых самолетов. Развитию частичной автономности малых потребительских дронов способствовало высокое качество существующих процессоров, сенсоров и батарей, используемых в мобильных устройствах.

По-настоящему автономный дрон сможет самостоятельно выбирать направление движения и менять порядок действий, сталкиваясь с изменениями во внешней среде. Большинство современных аппаратов, напротив, действуют по заранее прописанным алгоритмам и не импровизируют ни в каких ситуациях.

Какие аппараты представлены на современном рынке? Платформа Drone.ii и Милли Радович представили любопытную классификацию, схожую с существующим подходом к ранжированию робокаров.

Нулевой уровень

Аппараты нулевого уровня лишены какой-либо автономности: оператор отвечает за каждое движение дрона, беспилотник управляется вручную на протяжении всего полета. Как правило, к этой категории относятся авиационные модели, игрушки и гоночные аппараты.

Первый уровень

Дроны первого уровня слегка облегчают задачи оператора. Человек по-прежнему отвечает за безопасность устройства и большинство процессов, однако БЛА могут временно брать на себя ответственность по крайней мере за один критический показатель.

О вменяемом автопилоте не идет и речи, однако дроны первого уровня способны удерживать курс, высоту или положение в пространстве (как правило, не одновременно).

Оператор может задавать направление движения и вводить в систему высоту и скорость полета. На сегодняшний день, такие аппараты применяют фотографы и специалисты, проводящие инспекции и мониторинг различных объектов.

Второй уровень

Ко второму уровню следует относить частично-автономные аппараты, способные выполнить поставленную задачу при минимальном участии человека. Оператор должен вмешаться и перехватить контроль над БЛА в случае возникновения непредвиденных обстоятельств.

Аппараты второго уровня способны самостоятельно принимать решения об изменении направления полета, высоты и скорости. Некоторые устройства взлетают и садятся в автономном режиме. Большинство современных производителей коммерчески-доступных аппаратов предлагают пользователям дроны второго уровня.

В ряде случаев пользователи загружают полетный план в автопилот и дрон выполняет задачи в автономном режиме. Такие БЛА используются для разметки и картографирования местности, при проведении различных замеров, опрыскивании полей и засеивании семян.

Третий уровень

Условно-автономные аппараты третьего уровня сохраняют все “навыки” предшественников и могут выполнять задачи при неизменных условиях окружающей среды. Основное отличие таких дронов от аппаратов второго уровня кроется в том, что условная цифра “3” наделяет их обратной связью с оператором - БЛА оповестят человека о возникшей на пути преграде и затребуют новых указаний.

Подобные системы используются в областях картографирования, геодезии и логистики.

Третий уровень плюс

Ряд производителей БЛА предлагают клиентам автономные комплексы на основе дронов. Системы не нуждаются в операторах - помимо беспилотников, покупатели получают в свое распоряжение наземные базовые станции, в которых дроны третьего уровня “гнездятся” в непогоду и подзаряжают батареи между вылетами.

Такие системы часто используются в ходе геодезических мероприятий и при осмотрах открытых месторождений.

Комплексы “замкнутого цикла” вполне можно назвать автономными - они могут выполнять поставленные задачи без участия человека. Разумеется, используемые в них дроны лишены “истинной” автономности и попросту исполняют одни и те же процессы снова и снова, действуя подобно тому, как функционирует большинство промышленных роботов.

Типичные применения таких комплексов - картографирование, геодезия, охрана и патрулирование объектов. Можно представить себе и модули, перевозящие малые грузы между почтоматами.

Четвертый уровень

Аппараты четвертого уровня с высокой степенью автономности способны выполнять поставленные задачи без участия оператора. Отдельные БЛА получают вспомогательные системы, готовые вступить в игру в случае отказа ключевых модулей.

“Поведение” дронов четвертого уровня управляется набором предписанных правил и фиксированных установок. БЛА способны следовать за владельцем или указанным объектом, избегать столкновений с препятствиями, удерживать требуемую высоту и направление полета.

Дроны четвертого уровня используются на киносъемках - аппаратами частенько обзаводятся профессиональные фотографы, спортивные блогеры и влогеры.

Пятый уровень

К пятому уровню относятся полностью автономные БЛА, способные выполнять поставленные задачи без участия оператора и при любых условиях. Такие аппараты пока на рынке не представлены.

Помимо очевидной автономности, аппараты получат возможность “учиться” и оптимизировать деятельность: корректировать планы инспекций и выбирать кратчайшие маршруты.

Появление аппаратов с пятым уровнем автономности сформирует воздушные транспортные потоки и принесет настоящую революцию в область электронной торговли.

Перспективы рынка

Человечество шагает к массовой дронизации семимильными шагами. Мир уже увидел автономные беспроводные зарядные станции, аппараты, способные гнездиться на стенах зданий, автономные “дронопорты”, массу различных сенсоров и интеллектуальных систем.

Тем не менее, оснований для избыточного технооптимизма не наблюдается: развитие дронов пятого уровня автономности сдерживается рудиментами прошлого - огромными госаппаратами, бюрократическими механизмами и неэффективным законодательством большинства развитых стран.

Буксует и физическая подоснова - рост эффективности дронов сдерживается уровнем развития аккумуляторов, предельной производительностью бортовых вычислительных систем и огромными массивами данных, с которыми предстоит работать.

По материалам: droneii.com

За новостями летающих беспилотников удобно следить в телеграм-канале proUAV