26.11.2024

Развиваются быстрее смартфонов: возможности дронов, о которых мало кто знает

В наши дни дроны применяются не только в работе вооруженных сил, но и в повседневной жизни. Задачи и возможности БЛА с каждым годом становятся обширнее, а способствуют этому процессу развивающиеся электронные технологии и искусственный интеллект. Сейчас беспилотники выполняют миссии, для которых раньше приходилось использовать вертолеты или самолеты. Разбираемся, какие задачи решают дроны и есть ли общее будущее у беспилотной авиационной системы и искусственного интеллекта.

Прототипы беспилотных летательных аппаратов (БЛА) появились еще в XIX веке. Один из ранних примеров — Queen Bee — родоначальник всех дронов, созданный Реджинальдом Денни в 1935 году. Аппараты этой модели уже имели двигатели и могли выполнять полеты под дистанционным управлением.

История создания БЛА в нашей стране начинается с разработки небольших экспериментальных моделей. Один из наиболее известных проектов — «Пчела-1Т» — был разработан в СССР в середине 1980-х годов коллективом конструкторов ОКБ имени Яковлева. В основном дроны использовали в военных целях, их отправляли в зону боевых действий вместо разведчиков или в роли мишеней.

Сейчас беспилотники широко используются для мониторинга наземной обстановки, а также в специальных задачах. Также ведется активная работа по исследованию возможностей транспортировки грузов при помощи БЛА.

«К сожалению, пока есть целый ряд технических и юридических ограничений, которые не позволяют сделать это вне формата конкурса или эксперимента»Глеб Боярскийведущий инженер Центра «Авионика» МАИ

Однако уже сегодня дроны используются для мониторинга строительных процессов, создания карт местности, предотвращения аварий, оценки состояния сельскохозяйственных угодий и электрических сетей. В частности благодаря компьютерному зрению дроны помогают получать качественное изображение с высоты птичьего полета, позволяя определять границы участка, обследовать карьеры и состояние пород, проводить геологоразведку, а также создавать цифровые топографические планы поселков и городов. При этом они могут самостоятельно планировать маршрут, классифицировать объекты на своем пути и избегать любых столкновений.

Также дроны принимают активное участие в аварийно-спасательных и восстановительных работах: с их помощью стало проще провести экспертизу, найти пострадавших и доставить грузы в зоны бедствий при пожарах, наводнениях, утечках радиоактивных веществ и крупных ДТП. Спасательные службы ищут потерявшихся людей с помощью дронов: благодаря внедренным технологиям аппараты могут ориентироваться в лесах, сканировать местность вокруг. Чтобы беспилотник не разбился о деревья, используется специальное программное обеспечение.

Кроме того, дроны зарекомендовали себя и в качестве пастухов: они отслеживают перемещения животных и могут управлять целыми стадами, а некоторые аппараты способны даже удобрять землю.

Перечисленные задачи стало гораздо проще решать при помощи искусственного интеллекта. ИИ только начинает активно применяться в серийных БЛА, и стороннему наблюдателю это внедрение может быть практически незаметно. Но только на первый взгляд.

«Нейросети значительно облегчают работу операторов БЛА в задачах поиска объектов на земле и в воздухе. Это существенно обогащает опыт применения дронов», — подчеркивает Глеб Боярский.

По словам эксперта, в использовании ИИ для работы беспилотников можно отметить очевидные плюсы — например, повышение эффективности за счет снижения рабочей нагрузки на оператора. Так, нейросеть берет на себя задачу осмотра объектов в кадре, освобождая от этого человека, который, в свою очередь, может направить все ресурсы на пилотирование.

«В будущем, несомненно, роль нейронных сетей в составе бортового комплекса или наземных комплексов БЛА будет только расти»

В 2023 году российские ученые разработали гибридную нейросеть нового поколения для производства «мозгов» для беспилотников. Портативные ИИ-модули позволяют дронам анализировать данные о местности в режиме реального времени. Как отметили специалисты программы Национальной технологической инициативы, эта разработка значительно ускорит развитие беспилотных авиационных систем.

Новый подход позволит снять ряд барьеров, ограничивающих внедрение ИИ в отрасли БАС, считают специалисты.

«Система поможет справиться с ограничением поставок в Россию процессоров и графических карт, необходимых для разработки и использования моделей машинного обучения, а также с прекращением обслуживания зарубежными поставщиками действующих IT-систем. Наличие подобной технологии на рынке также поможет малым и крупным командам разработчиков БАС использовать в беспилотниках элементы ИИ современного класса с возможностью их упрощенного обучения», — рассказали в НТИ.

Позже подобную программу с нейросетью создали в Ростехе. Центральный научно-исследовательский институт «Циклон» разработал ИИ для оптических детекторов беспилотников, что позволило увеличить их дальность обнаружения на 40%.

Как объяснили в организации, нейросеть внедрит в БЛА технологии компьютерного зрения, которые позволят довести работу оптических средств до автоматизации. Для создания такой полезной программы в сфере обеспечения безопасности разработчики использовали сразу несколько оптимизированных нейросетей.

«Проект, реализованный специалистами по машинному обучению, продемонстрировал высокую эффективность и потенциал для дальнейшего развития в сфере обеспечения безопасности»Юрий Ковальтехнический директор ЦНИИ «Циклон»

По словам специалиста, эту технологию можно применять как на объектах критической инфраструктуры, так и на частной территории для охраны.

Если темпы развития ИИ сохранятся, то в области беспилотных авиационных систем вскоре возникнут новые прорывные решения, которые в разы повысят эффективность и уровень автоматизации использования дронов в различных отраслях.

Материал подготовлен при поддержке Минобрнауки России.