Производство специализированных под различные задачи беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) в России за прошлый год выросло на 200%. Среди наиболее перспективных направлений их использования — мониторинг окружающей среды. По оценкам специалистов, замена пилотируемой техники на дроны, например, для наблюдения за дикими животными в условиях крайнего Севера удешевляет процесс в десятки раз.
В России авиаучет редких и охраняемых видов практикуется уже более 50 лет. Это едва ли не единственный эффективный и безопасный способ наблюдения за пастбищами крупных копытных животных, например, лося и сибирской косули, в труднодоступных регионах. В СССР с этим справлялась малая авиация, теперь ее заменили БПЛА.
Применение беспилотников различных классов позволяет снизить стоимость авиационных наблюдений по сравнению с пилотируемыми воздушными судами в разы. Для сравнения: час работы вертолета обходится в 30 тыс. рублей, а беспилотника — в 1 тыс. рублей.
Вместе с тем качество мониторинга с помощью таких аппаратов может быть даже эффективнее. Оснащение БПЛА современными системами навигации, фото- и видеокамерами высокого разрешения в видимом и инфракрасном диапазонах дает возможность в режиме реального времени получать данные о распределении биоресурсов: численности, путях миграции охраняемых животных, экологической ситуации в отделенных регионах.
Как работают беспилотники в природе
Легкие и бесшумные аппараты позволяют наблюдать за большими площадями. Это помогает бороться с браконьерством, случайной гибелью зверей в ловушках и другими антропогенными угрозами в местах обитания охраняемых видов.
Например, в 2021 году таким образом проводили авиаучет байкальской нерпы по всей акватории озера. Благодаря беспилотникам удалось быстро исследовать огромные пространства, снизить погрешность и повысить точность учета.
Бесшумные аппараты, работающие на большой высоте, не тревожат животных и позволяют наблюдать за их естественным поведением. БПЛА также полностью исключают риски в опасных для человека зонах — в холодных или, наоборот, жарких регионах, на воде или в болотистой местности.
Так, в прошлом году «Орлан» хорошо показал себя в ходе научной экспедиции «Беломедвежья перепись», организованной при поддержке «Норникеля» на острове Врангеля. Специалисты впервые в мире наблюдали белых медведей с использованием беспилотных летательных аппаратов с большой дальностью полета. Исследователи зафиксировали 358 особей этого вида.
Для простого учета животных достаточно установить на беспилотник навигационную систему и фотоаппаратуру с матрицей 24 Мп. Дополнительно используют видеокамеру. Съемку ведут зимой и строго при снежном покрове — так животных хорошо видно на записях.
Современные БПЛА для исследовательских задач оснащаются уже более серьезной аппаратурой — тепловизоры помогают «разглядеть» животных в темноте или на сложном рельефе, 5G-передатчики позволяют транслировать картинку в разрешении до 4К в режиме реального времени, а подключенные технологии искусственного интеллекта (ИИ) помогают анализировать изображение. Все эти новшества существенно облегчают работу ученых и повышают эффективность мониторинга.
Как развивается экологический мониторинг с помощью БПЛА
Уже в прошлом году по общим оценкам изготовление аппаратов специального назначения выросло на 200%: сегодня в России насчитывается около 200 тыс. беспилотников на гражданской службе, а в ближайшие 10 лет их количество увеличится в десятки раз. В сентябре 2022 года рынку БПЛА прогнозировали рост до 50 млрд рублей к 2025 году. Отечественные компании, производящие БПЛА, выделяют несколько главных направлений своего развития.
Это прежде всего совершенствование технологии. Если дешевые китайские аппараты используются сегодня как расходный материал, то разработанные московскими предприятиями модели создаются с расчетом на десятилетия постоянной работы.
Например, беспилотник SeaDrone от компании SkyStream в 2021 году прошел испытания в Карском море при порывах ветра до 18 м/с и волне высотой до 1,5 м. Дрон может сесть на воду, удержать на поверхности человека и спокойно взлететь. В 2023 году SeaDrone примет участие в нескольких экспедициях по маркированию айсбергов и мониторингу возможных разливов нефти.
Второе направление — развитие инфраструктуры и обслуживания базы беспилотников. «Аэромакс», компания-участница Московского инновационного кластера, стремится к расширению своего присутствия на рынке: сейчас она оказывает услуги мониторинга территорий с помощью беспилотных авиационных систем в более чем 50 регионах страны. Кроме того, планируется запуск Центра управления полетами (ЦУП), который будет обеспечивать управление и мониторинг всего авиапарка компании.
Третье направление — совершенствование используемых технологий. Компания «Дрон Солюшнс» внедряет систему Sky Stream View. Нейронные сети обучают распознаванию животных, нефтяных разливов и других объектов на снятых дронами фото- и видеоматериалах. Мониторинг ускоряется в разы и исключает ошибки ручного наблюдения. А новые беспилотники, которые уже в этом году отправятся в экспедицию на Северный ледовитый океан, за счет полной герметичности не боятся соленой воды и не теряются в условиях обильных геомагнитных аномалий благодаря улучшенной системе навигации.
В планах других российских разработчиков — крупногабаритные транспортные БПЛА, способные перевозить в условиях Арктики до 500 кг, гражданский беспилотный вертолет, способный перевозить до тонны полезного груза, и аппарат с длительностью полета до четырех суток. Перед разработчиками сегодня также стоит ряд приоритетных задач, среди которых, например, развитие технологии DAA (Detect-And-Avoid-System) — умения дронов самостоятельно избегать столкновения с объектами в полете — и роевых сценариев для управления группами БПЛА как единым «организмом».
Рост потребности в беспилотных летательных аппаратах совпал с дефицитом иностранных компонентов и переходом на отечественные комплектующие. Участники рынка отмечают, что для роста парка беспилотных аппаратов до необходимых в разных сегментах объемов нужно развитие производства отечественных комплектующих. В первую очередь требуются вложения в производство двигателей, радиоэлектронного оборудования и систем автопилотирования.
Для компаний, занятых инновационным производством, действуют льготные программы кредитования и поддержки, особенно в секторе МСП, и это, конечно, дополнительный стимул для развития собственных производственных мощностей. Московские предприятия, работающие в сфере науки, промышленности и ИТ, с помощью специальных грантов компенсировали до 30 млн рублей, вложенных в расширение или модернизацию производства. Такой грант от Московского инновационного кластера, например, получила компания «Агримакс.Аэро», выпускающая дроны-опрыскиватели для решения сельскохозяйственных задач.
Но очевидно, что важно не только разработать технологии, отвечающие потребностям, но и донести до потенциальных бенефициаров таких решений всю пользу от работы беспилотников. По итогам 2022 года предприятия отрасли отмечают средний рост объемов оказанных услуг на 12%. Это свидетельствует о росте интереса потребителя к возможностям беспилотной авиации и ее растущем вкладе в сохранение биоразнообразия планеты.
Читать далее:
Два фото Земли с разницей в 50 лет сравнили в НАСА: что нашли ученые
Ученые пересадили крысам «мозг» человека и рассказали, что получилось в итоге
ChatGPT прошел собеседование в Google для инженера с зарплатой $183 000