АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ ПРИМЕРОВ И ТРЕБОВАНИЙ КО ВНЕДРЕНИЮ БЕСПИЛОТНЫХ СИСТЕМ И ТЕХНОЛОГИЙ

ANALYSIS OF EXISTING EXAMPLES AND REQUIREMENTS FOR THE IMPLEMENTATION OF UNMANNED SYSTEMS AND TECHNOLOGIES

Gleb Vronskii,

1st year Master's student, field of “Innovation”, Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University,

Russia, St. Petersburg

Anton Mandrik

scientific director, research engineer at the Center for Technological Projects, senior lecturer at the Higher School of Design Activities and Innovations in Industry, Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University,

Russia, St. Petersburg

АННОТАЦИЯ

В работе представлены результаты анализа существующих примеров и требований ко внедрению беспилотных систем и технологий. Тема актуальна, так как беспилотные системы все больше распространяются на практике в различных направлениях. Несмотря на это, фирмы, создающие такие системы, недостаточное внимание уделяют требованиям клиентов. В заключении статьи автор предлагает акцентировать внимание на тех практических рекомендациях, которые были предоставлены в отношении беспилотных систем в разных направлениях.

ABSTRACT

The paper presents the results of an analysis of existing examples and requirements for the implementation of unmanned systems and technologies. The topic is relevant, since unmanned systems are increasingly being used in practice in various directions. Despite this, companies creating such systems pay insufficient attention to customer requirements. In conclusion of the article, the author proposes to focus on those practical recommendations that have been provided regarding unmanned systems in different directions.

Ключевые слова: беспилотные системы, перевозка грузов, гидрография и дроны, перевозка пассажиров беспилотниками, требования к беспилотникам.

Keywords: unmanned systems, cargo transportation, hydrography and drones, transportation of passengers by drones, requirements for drones.

Актуальность работы заключена в следующих положениях. Во-первых, беспилотные системы на данный момент являются крайне перспективной технологией, которая способна значительно усовершенствовать функционирование человека в разных сферах. Именно этим обусловлено наличие заказа на создание различных беспилотных систем, однако, с разными требованиями. Необходимо считать, что организации, создающие такие системы, должны в достаточной степени определять потребности клиентов, изучать их требования для того, чтобы идеальная беспилотная система могла быть создана. Во-вторых, потребности различных сфер в беспилотных системах разные, но производители в достаточной степени не учитывают их, что снижает эффективность их применения. Таким образом, да данный момент актуально, как представлять теоретические положения в отношении требований к различным беспилотным системам, так и представлять их существующие практические воплощения с предоставлением авторских комментариев.

Целью исследования является определение требований к беспилотным системам в некоторых сферах с предоставлением авторских комментариев в отношении их улучшения, согласно требования потребителей.

Для достижения цели, в рамках научной статьи были применены следующие методы научного исследования: описание, синтез, дедукция, индукция, обобщение, наблюдение.

Особенную необходимость сейчас имеет гидрография и связанные с ней отрасли в отношении применения беспилотных систем. Такие технологии позволяют реализовать следующие процессы: создавать точные карты местности, проводить исследования водоемов, предоставлять оперативные сведения о ситуации и так далее. Беспилотные системы в данной отрасли должны иметь высокую точность, возможность выполнять с их помощью ремонт, значительную дальность действия, высокую скорость передвижения и высокую степень автономности. На практике разработкой гидрографических беспилотных систем занимается компания «ГидроРоботикс». Их модели видов AUV и USV имеют следующие параметры: дальность действия до ста километров, функционирование без подзарядки – двое суток, максимальная погрешность – полметра, скорость – двадцать пять узлов (около сорока шести километров в час). Можно считать, что организация соблюдает часть требований своих клиентов, однако, если скорость может остаться без изменений и погрешность не является крупной, то в отношении дальности действия и длительности функционирования нужно рекомендовать вносить изменения. Причина заключается в том, что оператору беспилотника необходимо будет перемещаться в пространстве для составления наиболее крупных карт, что может сформировать трудности, потому рекомендуется увеличить радиус минимум вдовое. Аналогичное предложение в отношении времени работы без подзарядки – двое суток – существенное время, однако, оператору необходимо будет, либо направлять дрон к себе, либо действие будет переложено на третьих лиц. При этом наилучшим вариантом будет предоставление оператору возможности осуществлять ремонт с помощью встроенных манипуляторов, чего на данный момент нет.

Рассматривая работу М. В. Мамченко, констатируем, что все большую популярность получают идеи использования беспилотников для процессов перевозки грузов и пассажиров [1]. Ключевым требованием здесь является безопасность, но также важна грузоподъемность и скорость. В отношении пассажирских перевозок одним из лидеров является «EasyMile», их модель EZ10 позволяет перевозить до двенадцати человек со скоростью в сорок километров в час с погрешностью в высадке в десять сантиметров. Можно считать, что такая модель уже может применяться, однако, необходимо убедиться в достаточности безопасности, а также рекомендуется увеличить максимальную скорость минимум до шестидесяти километров в час для наиболее быстрого передвижения при отсутствии трафика.

В отношении грузовых перевозок, созданием беспилотных систем занимается организация «Matternet», что отбражено в работе Г. Н. Настаса [2]. Ее изделие М2 может транспортировать до двух килограмм груза на расстояние не более двадцати километров при скорости в шестьдесят километров в час, но максимальное время работы на одном заряде – всего два часа. Можно считать, что данная беспилотная система достаточна лишь для доставки небольших грузов в рамках одного города. Наиболее совершенная система должна иметь возможность перемещаться более чем на сто километров и переносить не менее десяти килограмм, функционировать не менее трех часов без дополнительного заряда. При этом скорость является достаточной. Лишь соблюдение таких требований позволит осуществлять доставку в условиях близлежащих населенных пунктов, что крайне важно в современных условиях. Особое внимание рекомендуется уделить системе компьютерного зрения, которая позволит не допустить столкновений с многочисленными потенциальными опасностями (птицы, здания, провода, люди).

Беспилотные системы могут применяться для решения различных бизнес-процессов организаций, именно это можно наблюдать в работе В. В. Кондратьева [3]. Так, например, компания «Schneider Electric» обнаружила возможность решить нестандартную проблему с помощью беспилотных систем. Трудность заключалась в формировании документов, необходимых для установки электрощитов для клиентов. Организация создала работа, который стал выполнять данные функции, снизив нагрузку на персонал и минимизировав потенциальные ошибки. Ключевой потребностью в рамках данной системы была точность и скорость функционирования.

Обобщим всю информацию в таблице 1.

Таблица 1

Некоторые сферы применения беспилотных систем с требованиями в них и существующими моделями, рекомендации по их совершенствованию

В заключении констатируем, что представленные примеры позволяют сделать следующий вывод – каждое направление выдвигает собственные требования к беспилотным системам. Так, например, транспортировочные дроны должны быть безопасными, потому компьютерное зрение – одна из важнейших их частей; гидрографические дроны должны быть быстрыми, управляемыми с далекого расстояния, автономными, при этом иметь возможность выполнять ремонтные работы; бот, распечатывающий документы, должен иметь высокую производительность труда и точность выполнения задания. В рамках каждого направления были представлены рекомендации, которые, в случае соблюдения, позволят организациям создать более совершенных дронов в рамках их направлений, потому предлагается рассмотреть представленные элементы на практике.

Список литературы:

1. Мамченко, М. В. Методика формирования требований к характеристикам информационного обеспечения систем управления беспилотных авиационных транспортных систем / М. В. Мамченко // Известия Юго-Западного государственного университета. – 2024. – Т. 28, № 1. – С. 123-147. – DOI 10.21869/2223-1560-2024-28-1-123-147.
2. Настас, Г. Н. Анализ требований к интегрированной логистической поддержке беспилотных авиационных систем / Г. Н. Настас, А. Л. Смолин, М. В. Трофимчук // Скоростной транспорт будущего: перспективы, проблемы, решения: тезисы 1-ой Международной научно-технической конференции, Москва, 29 августа – 09 сентября 2022 года / Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет). – Москва: Издательство «Перо», 2022. – С. 166-169.
3. Перспективы применения искусственного интеллекта в прикладных бизнес-задачах / В. В. Кондратьев, И. О. Пивоваров, Р. А. Горбачев [и др.] // Доклады Российской академии наук. Математика, информатика, процессы управления. – 2022. – Т. 508, № 1. – С. 41-49. – DOI 10.31857/S2686954322070104.