© andres_rodriguez-dreamstime.com
Analizy |
Drony – znane przeciętnemu człowiekowi w formie bezpilotowych statków powietrznych – w czasie ostatnich kilku miesięcy robią furorę. Jednak były znane już wcześniej, zanim zaczęto rozważać związane z nimi kwestie prywatności i zastosowań komercyjnych. Maszyny programowane do wykonania zwykłych lub niebezpiecznych zadań są od dłuższego czasu w centrum zainteresowania przemysłu i firm zajmujących się ochroną. Chociaż współcześnie drony są znane głównie jako małe, latające statki powietrzne, to mogą występować w różnych postaciach. Ceny dronów przeznaczonych do użytku prywatnego lub komercyjnego rozpoczynają się od około 100 USD. Są to jednak głównie jednostki nieskomplikowane i znalezienie wśród nich takich, które mogą wykonywać bardziej użyteczne zadania niż samo wykonywanie zdjęć czy filmów, jest trudne, ponieważ nie mają one odpowiedniego oprogramowania. Przykładem takiego drona jest odkurzacz robot, który pomimo pozornej niezależności, nadal wykonuje zadania autonomicznie. Projekt Amazon, który zdaniem malkontentów jest głównie chwytem PR, mający na celu opracowanie drona mogącego dostarczać małe paczki, napotyka spore, jeszcze niemożliwe do pokonania, wyzwania techniczne. Jednak większość technologii mających zastosowanie w tej konstrukcji jest już dostępnych. Drony do zastosowań cywilnych nadal mają zbyt małą moc i zasięg dla zwisu oraz latania na długie dystanse. Drony naziemne, które są w istocie robotami autonomicznymi, są w trakcie opracowywania i większość z nich jeszcze nie jest gotowych do użytku komercyjnego. W związku z tym, dopiero w przyszłości zostaną opracowane różne typy dronów, wykonujących różne czynności pewnie, tanio i znacznie szybciej, niż jest to możliwe współcześnie. Typy dronów Drony latające, używane przez armię amerykańską, są w istocie zdalnie sterowanymi samolotami bezzałogowymi i przez zastosowanie militarne bardzo różnią się od dronów dostępnych do użytku prywatnego. Używane do obserwowania pola bitwy i interesujących obszarów z lotu ptaka, a ostatnio również do niszczenia wybranych celów, te „podniebne oczy” mogą mieć rosnący udział w nowoczesnych konfliktach. Większość dronów powietrznych dostępnych komercyjnie jest śmigłowcami z napędem zasilanym elektrycznie, a zasięg ich zdalnego sterowania jest ograniczony. Ponadto, niektórzy producenci wykorzystują technologię 4G do transmisji sygnału wizji, a więc drony muszą działać w zasięgu sieci telefonii komórkowej. Sposób kontroli takich jednostek dostępnych w handlu może być bardzo zbliżony do zdalnie sterowanych zabawek, osłabiając możliwość realizacji preprogramowanych dyrektyw. W 2015 roku Narodowa Administracja Lotnictwa (FAA) planuje zmniejszyć aktualne restrykcje dotyczące dronów komercyjnych. Dzięki temu, będzie dozwolone konstruowanie dronów powietrznych o znacznie większych możliwościach, zbliżonych do jednostek militarnych. Przewidując zastosowanie dronów w wielu sektorach, od bezpieczeństwa i transportu, reagowania w wypadku katastrof do wykonywania analiz spektralnej i termicznej, dokument „UAS Roadmap” mówi również o transporcie/przenoszeniu reklam, jako jednym z potencjalnych zastosowań dronów, To zastosowanie, obok kwestii związanych z nadzorem, wywołuje znaczny niepokój wśród sceptyków. Współcześnie są także konstruowane bezzałogowe systemy nawodne i podwodne. W ogólnym rozumieniu nazwa drony jest przypisywana głównie systemom powietrznym, ale należy pamiętać o tym, że może być nadana dowolnemu bezzałogowemu systemowi autonomicznemu. Łazik Curiosity opracowany przez NASA jest przykładem drona naziemnego – pomimo kontrolowania niektórych elementów przez człowieka, miał możliwość podejmowania pewnych „decyzji” po otrzymaniu poleceń. Komponenty dronów Większa świadomość zastosowań dronów oraz budowa prototypów przez entuzjastów doprowadziły do powstania społeczności DIY. Wiele niedrogich dronów jest dostępnych w formie zestawów do samodzielnego montażu, a bardziej doświadczeni entuzjaści z zacięciem elektronicznym mogą budować własne drony. Społeczności elektroników, takie jak Farnell element14, wykorzystujące nieskomplikowane, niedrogie technologie możliwe do zastosowania w warunkach domowych, wspierają sieć współpracy entuzjastów dronów i innych początkujących budowniczych gadżetów. Wszystkie drony są wyposażone w pewne podstawowe podsystemy, które pozwalają im na przemieszczanie się, realizowanie zadań i bycie kontrolowanymi. Przydaje się tutaj popularność mikrokomputerów, takich jak Raspberry Pi, co pozwala konstruktorom na programowanie maszyn domowej roboty. Podsystemem mającym kluczowe znaczenie jest zasilanie. Silniki elektryczne napędzające drony są zasilane przez baterie: śmigła dronów powietrznych lub ruchome nogi, kółka czy śruby dronów operujących na lądzie lub w wodzie. W dronach latających muszą być stosowane bardzo lekkie akumulatory. Z tego powodu, nawet wyposażone w bardzo wydajne akumulatory, dostępne w handlu drony mają czas lotu ograniczony do około pół godziny. Zwykle drony są napędzane przez niewielkie silniki DC o regulowanej prędkości obrotowej. Dopóki inne źródła energii nie wejdą do szerokiego użycia, czas lotu i udźwig dronów napędzanych przez silniki elektryczne będzie ograniczony, co z pewnością ograniczy zakres potencjalnych zastosowań. Ciężar nie jest aż tak ważnym czynnikiem dla dronów operujących na lądzie lub wodzie i dlatego jest możliwe zbudowanie w pełni funkcjonalnych jednostek. Dla tych dronów jednym z czynników ograniczających opracowanie użytecznego systemu jest umiejętność skutecznego omijania przeszkód. Niektóre z pierwszych eksperymentów w dziedzinie sztucznej inteligencji skupiały się na dostarczeniu urządzenia o świadomości przestrzennej, ale w związku z tym, że drony mają większą autonomię i muszą zachować elastyczność w zmieniających się środowiskach, rośnie koszt ich systemu nawigacji. Innym ważnym komponentem dronów jest system ich zdalnego sterowania, pozwalający operatorowi na kontrolowanie ruchów drona lub wstępną kontrolę maszyny z przeprogramowanymi dyrektywami. Wiele dronów ma zintegrowany odbiornik GPS pozwalający im na autonomiczne zajmowanie pozycji i nawigowanie. Standardową jednostką do zdalnego sterowania są nadajnik i odbiornik radiowy skonfigurowane do pracy z silnikami elektrycznymi napędzającymi drona. „Inteligentne drony” mogą pracować pod kontrolą Linuksa lub innego wbudowanego systemu operacyjnego, opracowanego specjalnie dla dronów. Konstruowanie dronów Bieżące zastosowania dronów obejmują przede wszystkim inwigilację oraz fotografowanie. Dla tego celu są one wyposażone w któryś z wielu systemów komercyjnych, włączając w to kamery o dużej rozdzielczości, które mogą jednocześnie filmować i wykonywać fotografie. Używanie dronów do realizowania dostaw jest aktualnie w trakcie opracowywania przez dostawców online, takich jak Amazon i firmy kurierskie, jak np. UPS. W fazie planowania przez instytucje państwowe są również drony służące do dozorowania granic, w tym granicy morskiej. Wymienione obszary zastosowań są także w kręgu zainteresowania firm prywatnych. Konstruktorzy projektują również drony, które mogą odebrać paczkę z magazynu i dostarczyć ją pod wskazany adres w promieniu dziesięciu mil. Oprócz niewielkich paczek, drony mogą dostarczać żywność, taką jak pizza i obierać przedmioty, które maja być zwrócone lub naprawione. W celu zabezpieczenia przed przestępstwami, drony mogą dyskretnie śledzić podejrzanych z odległości i dystansu wystarczających do zauważenia przemieszczania się. W sytuacjach kryzysowych lub przestępstw, mogą one alarmować oddziały policyjne na ziemi. Ekspansja w stronę aplikacji medycznych może doprowadzić do skonstruowania dronów przenoszących organy i krew. Celowość zastosowania dronów przy jednoczesnej świadomości ryzyka, celowości oraz potencjalnych kosztów ich użycia, jest oczywista. Aplikacje, o których mowa wyżej, będą możliwe do wykonania w przyszłości, gdy będą dostępne drony o większym zasięgu. Jednak szybciej niż możemy się spodziewać stanie się możliwe wykonanie aplikacji przeznaczonych do dostarczania przesyłek na niedużą odległość oraz związanych z zabezpieczeniem. Zamiast budowania dronów dostarczających przesyłki bezpośrednio z magazynu, można wykonać niewielkie, przewożone przez samochody dostawcze. Kiedy taki samochód zatrzyma się w określonej lokalizacji, wiele dronów może dostarczyć przesyłki do adresów w najbliższym sąsiedztwie, podczas gdy osoba nadzorująca może je kontrolować i pomagać, jeśli wystąpi problem. W takiej sytuacji, wielkość dostawy i jej prędkość będą mnożone przez zastosowanie niedrogich, wytwarzanych masowo dronów, sprawiających, że będzie to aplikacja efektywna kosztowo. W takiej sytuacji, śledzenie dostaw może być wykonywane z dokładnością do pojedynczych minut. Przyglądając się kolejnemu wymienionemu obszarowi zastosowań można powiedzieć, że drony dozorujące wymagają większego zasięgu, ale technologia niezbędna do ich budowy jest już dostępna. Drony w przyszłości Odkąd drony będą miały większe możliwości obliczeniowe i bardziej wydajne źródła zasilania, wiele osób może chcieć na własność osobistego drona. Można go na przykład wysłać żeby obserwował dom i jego okolice w przypadku podejrzanych hałasów. Można użyć go do dostarczania niewielkich przedmiotów sąsiadom i upewnienia się, że dzieci i zwierzęta domowe są bezpieczne. Progności z Teal Group przewidują, że firmy zajmujące się dronami mogą w 2024 roku osiągnąć obroty rzędu 89 miliardów dolarów. Jak dotąd drony wydają się dychotomicznym zagadnieniem: zaawansowanym urządzeniem do nadzoru i obrony lub prostą, zdalnie sterowaną, „zabawką” osobistą. W związku z tym, że dla rozwiązań naziemnych są już dostępne niezbędne środki techniczne, pojazdy bezzałogowe już wkrótce mogą stać się częścią dnia codziennego.
Przyszłość dronów
Czym są drony, jak się je konstruuje i czy mogą stać się elementem naszej codzienności – między innymi o tym przeczytacie w artykule przygotowanym przez ekspertów Farnell element14.
Drony – znane przeciętnemu człowiekowi w formie bezpilotowych statków powietrznych – w czasie ostatnich kilku miesięcy robią furorę. Jednak były znane już wcześniej, zanim zaczęto rozważać związane z nimi kwestie prywatności i zastosowań komercyjnych. Maszyny programowane do wykonania zwykłych lub niebezpiecznych zadań są od dłuższego czasu w centrum zainteresowania przemysłu i firm zajmujących się ochroną. Chociaż współcześnie drony są znane głównie jako małe, latające statki powietrzne, to mogą występować w różnych postaciach. Ceny dronów przeznaczonych do użytku prywatnego lub komercyjnego rozpoczynają się od około 100 USD. Są to jednak głównie jednostki nieskomplikowane i znalezienie wśród nich takich, które mogą wykonywać bardziej użyteczne zadania niż samo wykonywanie zdjęć czy filmów, jest trudne, ponieważ nie mają one odpowiedniego oprogramowania. Przykładem takiego drona jest odkurzacz robot, który pomimo pozornej niezależności, nadal wykonuje zadania autonomicznie. Projekt Amazon, który zdaniem malkontentów jest głównie chwytem PR, mający na celu opracowanie drona mogącego dostarczać małe paczki, napotyka spore, jeszcze niemożliwe do pokonania, wyzwania techniczne. Jednak większość technologii mających zastosowanie w tej konstrukcji jest już dostępnych. Drony do zastosowań cywilnych nadal mają zbyt małą moc i zasięg dla zwisu oraz latania na długie dystanse. Drony naziemne, które są w istocie robotami autonomicznymi, są w trakcie opracowywania i większość z nich jeszcze nie jest gotowych do użytku komercyjnego. W związku z tym, dopiero w przyszłości zostaną opracowane różne typy dronów, wykonujących różne czynności pewnie, tanio i znacznie szybciej, niż jest to możliwe współcześnie. Typy dronów Drony latające, używane przez armię amerykańską, są w istocie zdalnie sterowanymi samolotami bezzałogowymi i przez zastosowanie militarne bardzo różnią się od dronów dostępnych do użytku prywatnego. Używane do obserwowania pola bitwy i interesujących obszarów z lotu ptaka, a ostatnio również do niszczenia wybranych celów, te „podniebne oczy” mogą mieć rosnący udział w nowoczesnych konfliktach. Większość dronów powietrznych dostępnych komercyjnie jest śmigłowcami z napędem zasilanym elektrycznie, a zasięg ich zdalnego sterowania jest ograniczony. Ponadto, niektórzy producenci wykorzystują technologię 4G do transmisji sygnału wizji, a więc drony muszą działać w zasięgu sieci telefonii komórkowej. Sposób kontroli takich jednostek dostępnych w handlu może być bardzo zbliżony do zdalnie sterowanych zabawek, osłabiając możliwość realizacji preprogramowanych dyrektyw. W 2015 roku Narodowa Administracja Lotnictwa (FAA) planuje zmniejszyć aktualne restrykcje dotyczące dronów komercyjnych. Dzięki temu, będzie dozwolone konstruowanie dronów powietrznych o znacznie większych możliwościach, zbliżonych do jednostek militarnych. Przewidując zastosowanie dronów w wielu sektorach, od bezpieczeństwa i transportu, reagowania w wypadku katastrof do wykonywania analiz spektralnej i termicznej, dokument „UAS Roadmap” mówi również o transporcie/przenoszeniu reklam, jako jednym z potencjalnych zastosowań dronów, To zastosowanie, obok kwestii związanych z nadzorem, wywołuje znaczny niepokój wśród sceptyków. Współcześnie są także konstruowane bezzałogowe systemy nawodne i podwodne. W ogólnym rozumieniu nazwa drony jest przypisywana głównie systemom powietrznym, ale należy pamiętać o tym, że może być nadana dowolnemu bezzałogowemu systemowi autonomicznemu. Łazik Curiosity opracowany przez NASA jest przykładem drona naziemnego – pomimo kontrolowania niektórych elementów przez człowieka, miał możliwość podejmowania pewnych „decyzji” po otrzymaniu poleceń. Komponenty dronów Większa świadomość zastosowań dronów oraz budowa prototypów przez entuzjastów doprowadziły do powstania społeczności DIY. Wiele niedrogich dronów jest dostępnych w formie zestawów do samodzielnego montażu, a bardziej doświadczeni entuzjaści z zacięciem elektronicznym mogą budować własne drony. Społeczności elektroników, takie jak Farnell element14, wykorzystujące nieskomplikowane, niedrogie technologie możliwe do zastosowania w warunkach domowych, wspierają sieć współpracy entuzjastów dronów i innych początkujących budowniczych gadżetów. Wszystkie drony są wyposażone w pewne podstawowe podsystemy, które pozwalają im na przemieszczanie się, realizowanie zadań i bycie kontrolowanymi. Przydaje się tutaj popularność mikrokomputerów, takich jak Raspberry Pi, co pozwala konstruktorom na programowanie maszyn domowej roboty. Podsystemem mającym kluczowe znaczenie jest zasilanie. Silniki elektryczne napędzające drony są zasilane przez baterie: śmigła dronów powietrznych lub ruchome nogi, kółka czy śruby dronów operujących na lądzie lub w wodzie. W dronach latających muszą być stosowane bardzo lekkie akumulatory. Z tego powodu, nawet wyposażone w bardzo wydajne akumulatory, dostępne w handlu drony mają czas lotu ograniczony do około pół godziny. Zwykle drony są napędzane przez niewielkie silniki DC o regulowanej prędkości obrotowej. Dopóki inne źródła energii nie wejdą do szerokiego użycia, czas lotu i udźwig dronów napędzanych przez silniki elektryczne będzie ograniczony, co z pewnością ograniczy zakres potencjalnych zastosowań. Ciężar nie jest aż tak ważnym czynnikiem dla dronów operujących na lądzie lub wodzie i dlatego jest możliwe zbudowanie w pełni funkcjonalnych jednostek. Dla tych dronów jednym z czynników ograniczających opracowanie użytecznego systemu jest umiejętność skutecznego omijania przeszkód. Niektóre z pierwszych eksperymentów w dziedzinie sztucznej inteligencji skupiały się na dostarczeniu urządzenia o świadomości przestrzennej, ale w związku z tym, że drony mają większą autonomię i muszą zachować elastyczność w zmieniających się środowiskach, rośnie koszt ich systemu nawigacji. Innym ważnym komponentem dronów jest system ich zdalnego sterowania, pozwalający operatorowi na kontrolowanie ruchów drona lub wstępną kontrolę maszyny z przeprogramowanymi dyrektywami. Wiele dronów ma zintegrowany odbiornik GPS pozwalający im na autonomiczne zajmowanie pozycji i nawigowanie. Standardową jednostką do zdalnego sterowania są nadajnik i odbiornik radiowy skonfigurowane do pracy z silnikami elektrycznymi napędzającymi drona. „Inteligentne drony” mogą pracować pod kontrolą Linuksa lub innego wbudowanego systemu operacyjnego, opracowanego specjalnie dla dronów. Konstruowanie dronów Bieżące zastosowania dronów obejmują przede wszystkim inwigilację oraz fotografowanie. Dla tego celu są one wyposażone w któryś z wielu systemów komercyjnych, włączając w to kamery o dużej rozdzielczości, które mogą jednocześnie filmować i wykonywać fotografie. Używanie dronów do realizowania dostaw jest aktualnie w trakcie opracowywania przez dostawców online, takich jak Amazon i firmy kurierskie, jak np. UPS. W fazie planowania przez instytucje państwowe są również drony służące do dozorowania granic, w tym granicy morskiej. Wymienione obszary zastosowań są także w kręgu zainteresowania firm prywatnych. Konstruktorzy projektują również drony, które mogą odebrać paczkę z magazynu i dostarczyć ją pod wskazany adres w promieniu dziesięciu mil. Oprócz niewielkich paczek, drony mogą dostarczać żywność, taką jak pizza i obierać przedmioty, które maja być zwrócone lub naprawione. W celu zabezpieczenia przed przestępstwami, drony mogą dyskretnie śledzić podejrzanych z odległości i dystansu wystarczających do zauważenia przemieszczania się. W sytuacjach kryzysowych lub przestępstw, mogą one alarmować oddziały policyjne na ziemi. Ekspansja w stronę aplikacji medycznych może doprowadzić do skonstruowania dronów przenoszących organy i krew. Celowość zastosowania dronów przy jednoczesnej świadomości ryzyka, celowości oraz potencjalnych kosztów ich użycia, jest oczywista. Aplikacje, o których mowa wyżej, będą możliwe do wykonania w przyszłości, gdy będą dostępne drony o większym zasięgu. Jednak szybciej niż możemy się spodziewać stanie się możliwe wykonanie aplikacji przeznaczonych do dostarczania przesyłek na niedużą odległość oraz związanych z zabezpieczeniem. Zamiast budowania dronów dostarczających przesyłki bezpośrednio z magazynu, można wykonać niewielkie, przewożone przez samochody dostawcze. Kiedy taki samochód zatrzyma się w określonej lokalizacji, wiele dronów może dostarczyć przesyłki do adresów w najbliższym sąsiedztwie, podczas gdy osoba nadzorująca może je kontrolować i pomagać, jeśli wystąpi problem. W takiej sytuacji, wielkość dostawy i jej prędkość będą mnożone przez zastosowanie niedrogich, wytwarzanych masowo dronów, sprawiających, że będzie to aplikacja efektywna kosztowo. W takiej sytuacji, śledzenie dostaw może być wykonywane z dokładnością do pojedynczych minut. Przyglądając się kolejnemu wymienionemu obszarowi zastosowań można powiedzieć, że drony dozorujące wymagają większego zasięgu, ale technologia niezbędna do ich budowy jest już dostępna. Drony w przyszłości Odkąd drony będą miały większe możliwości obliczeniowe i bardziej wydajne źródła zasilania, wiele osób może chcieć na własność osobistego drona. Można go na przykład wysłać żeby obserwował dom i jego okolice w przypadku podejrzanych hałasów. Można użyć go do dostarczania niewielkich przedmiotów sąsiadom i upewnienia się, że dzieci i zwierzęta domowe są bezpieczne. Progności z Teal Group przewidują, że firmy zajmujące się dronami mogą w 2024 roku osiągnąć obroty rzędu 89 miliardów dolarów. Jak dotąd drony wydają się dychotomicznym zagadnieniem: zaawansowanym urządzeniem do nadzoru i obrony lub prostą, zdalnie sterowaną, „zabawką” osobistą. W związku z tym, że dla rozwiązań naziemnych są już dostępne niezbędne środki techniczne, pojazdy bezzałogowe już wkrótce mogą stać się częścią dnia codziennego.
