В Петербурге планируют создать структуру для широкого применения дронов
В последнее время беспилотные летательные аппараты (БПЛА) на слуху прежде всего в связи с разведкой и боевыми действиями. Но в них остро нуждаются и в других областях, в том числе строители, логисты, фермеры, службы МЧС. В нашей стране тема беспилотников сегодня актуальна как никогда, причем необходимо наращивать собственное производство всех видов таких аппаратов без использования импортных компонентов.
ФОТО Петра КОВАЛЕВА/ТАСС
Петербург готов стать одним из основных центров по реализации нацпроекта. В городе планируется создать структуру для широкого применения дронов, а также максимально локализовать их производство. Треть отечественных производителей БПЛА выпускают свою продукцию на петербургских заводах, а местные вузы формируют научную базу для развития беспилотных систем. Об отечественных разработках рассказали участники пресс-конференции «Развитие беспилотных систем: подготовка кадров и новые технологии» в петербургском отделении ТАСС.
Рой мобильных агентов
«Мы стоим на пороге становления новой отрасли в России, которая будет связана с разработкой, производством и эксплуатацией беспилотных систем различного назначения, — уверен заведующий кафедрой вычислительной техники СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Михаил Куприянов. — Для ее развития необходима кооперация учебных учреждений и предприятий, которая позволит создавать гибкие образовательные треки оперативно и исходя из потребностей рынка».
В самом ЛЭТИ к такой кооперации готовы.
«Наш вуз беспилотными автономными подвижными объектами, или, как мы их называем, мобильными агентами, занимался всегда. Еще в начале 70‑х годов прошлого века профессор нашего университета Виктор Варшавский опубликовал монографию «Коллективное поведение автоматов», — рассказал Михаил Куприянов. — Сегодня в университете есть ряд подразделений, которые ведут комплексные работы в этой области. Научный парк вуза создает повестку и знания, которые в лабораториях превращаются в технологии. Далее создаются прототипы и опытные образцы изделий, проводятся их испытания, и только после этого они поступают в производство».
Не так давно в ЛЭТИ открылась Лаборатория беспилотных комплексов для создания новых алгоритмов искусственного интеллекта для роевого (группового) использования дронов и наземных роботов.
В лаборатории реализуются все необходимые направления создания беспилотников. Прежде всего это моделирование работы воздушного и наземного беспилотного транспорта.
Второе направление — разработка программного обеспечения для различных моделей беспилотных комплексов. Это программные комплексы компьютерного зрения, интеллектуальные системы принятия решений для аппаратов с длительным сроком автономной работы, модули анализа состояния комплексов и их отдельных компонентов, создание инновационных методов управления, основанных на использовании импульсов мозговой деятельности. Одна из главных задач этих разработок — наладить эффективное взаимодействие человека и «умного» беспилотного аппарата или группы беспилотников.
Третье направление работ — условно производственный этап, который предполагает конструирование и прототипирование опытных образцов. Эта часть лаборатории оборудована 3D-принтером для печати деталей беспилотников, паяльными станциями, осциллографами и иным оборудованием, которое позволит сотрудникам лаборатории самостоятельно собирать действующие прототипы беспилотников и их компоненты.
Заказчиками решений выступают предприятия из реального сектора экономики. Например, университет помогает в реализации проекта для станции Лужская, которая служит полигоном для АО «НИИАС» (Научно-исследовательского и проектно-конструкторского института информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте).
В 2017 году на этой станции был запущен первый беспилотный маневровый локомотив. А к 2019 году был выпущен электропоезд, оснащенный сенсорами с третьим уровнем автоматизации, когда машинист находится в кабине, но вмешивается в управление только в чрезвычайных ситуациях. Поезд уже готов к эксплуатации и получил декларацию соответствия техническому регламенту Таможенного союза. Правда, сейчас решается вопрос с импортозамещением некоторых компонентов известной немецкой компании, которая ранее принимала участие в этом проекте.
Технологии для электропоезда с четвертым, максимальным, уровнем автоматизации, при котором присутствие машиниста в кабине не требуется совсем, должны быть готовы в конце 2023 года, а сам поезд планируется выпустить к 2025 году.
Также в ЛЭТИ занимаются программным обеспечением, которое позволяет дрону при помощи компьютерного зрения ориентироваться в пространстве, распознавая тип местности. Дело в том, что одна из главных задач, которая возникает в связи с использованием дронов, — безопасность. Особенно это касается сложных многофункциональных беспилотников, повреждение или утрата которых может принести владельцу значительный экономический ущерб. Благодаря новому ПО беспилотник с помощью компьютерного зрения получает возможность распознавать разные типы ландшафта (водоем, лес, пустыня) и определять свое точное местоположение. В основе разработки лежит нейросеть, которая была обучена на большом массиве информации из открытой базы данных видеосъемки различных ландшафтов.
Связь под защитой
В Петербургском государственном университете телекоммуникаций (СПбГУТ) им. профессора М. А. Бонч-Бруевича работают над повышением эффективности систем связи и управления БПЛА, активно внедряется программа по подготовке соответствующих специалистов.
«Наш вуз занимается в том числе разработкой защищенных каналов связи, — рассказал проректор по проектной деятельности СПбГУТ им. профессора М. А. Бонч-Бруевича Евгений Милаев. — На сегодняшний день среди приоритетных направлений — разработка защищенных помехоустойчивых каналов связи и создание систем подавления сигналов для беспилотников противника».
В СПбГУТ есть готовые разработки БПЛА самолетного и вертолетного типа и научно-технической полигон в поселке Воейково Ленобласти. В феврале на этом полигоне проходили испытания беспилотного авиационного комплекса вертолетного типа. Новая модель беспилотника выполнила условное полетное задание (фото-, видеосъемку и мониторинг) и подтвердила заявленные летно-технические характеристики.
Свою лепту в развитие отечественных беспилотников вносит также Институт аэрокосмических приборов и систем Петербургского государственного университета аэрокосмического приборостроения (ГУАП).
«В 2023 году исполняется 35 лет со дня запуска одной из самых знаковых космических систем, которая выполнила полностью полет в автономном режиме, — «Буран», — напомнил директор института Николай Майоров. — Историческая посадка «Бурана» 15 ноября 1988 года стала возможной в том числе благодаря участию сотрудников нашего университета, разработавших алгоритмический и программный комплекс автоматической посадки. Многие специалисты, которые принимали участие в этих проектах, продолжают работать в нашем вузе и готовить новые кадры для отрасли».
В 2020 году в вузе для усиления подготовки студентов, формирования исследовательских прикладных проектов была создана специализированная лаборатория беспилотных авиационных систем Инженерной школы ГУАП. Лаборатория позволяет решать определенные задачи полного цикла — от сборки квадрокоптера до исследования его полетных характеристик. Отдельным направлением является автономное управление беспилотных авиационных систем для решения прикладных транспортных и других задач.
«Пилигрим» управляет полетами
«Спрос на беспилотные, автономные и энергоэффективные системы появился в 2014 году, именно с тех пор наш вуз начал этим активно заниматься», — отметил директор Центра технологических проектов Петербургского политехнического университета Петра Великого (СПбПУ) Алексей Майстро.
Например, студенческая команда вуза успешно занимается разработкой беспилотной гусеничной платформы Spirit Pi. Проект предназначен для выполнения широкого спектра задач в труднопроходимой местности, начиная от уборки улиц и заканчивая автономным патрулированием заданной местности.
В этом году в СПбПУ был создан центр управления полетами и беспилотным транспортом «Пилигрим». В нем есть все необходимое для проведения учебных мероприятий, а также для получения, накопления и обработки данных, получаемых по разным каналам связи. Он ориентирован не только на летательные аппараты, но способен управлять также наземным, надводным и подводным беспилотным транспортом.
Управляющая система КиберГИП, которую использует «Пилигрим», предназначена для получения и первичной обработки телеметрии беспилотников, построения маршрутных заданий, удаленного взаимодействия с аппаратами, логирования и информирования оператора о важных событиях.
Это важно в том числе и для производственных проектов, в которых участвует Политех. Наработки, полученные при проектировании и подготовке ЦУП «Пилигрим», помогли вузу получить заказ на проектирование и изготовление двух беспилотных надводных аппаратов и телеуправляемого подводного аппарата для проведения гидрографических и осмотровых работ в акваториях Балтики, Ладожского озера, Волги и Черного моря.
Когда системы станут умнее
Все участники конференции отметили, что сфера беспилотных авиационных систем находится на подъеме. Многие предприятия внедряют беспилотники в свои технологические индустриальные процессы, благодаря чему получают новые динамические данные, которые позволяют по‑новому взглянуть на организационные процессы, получить новую производительность.
Индустрия активно реагирует на разработки в этой области. Сегодня немало компаний в РФ выпускают беспилотные системы. С учетом того что ценник на импортные аппараты зачастую завышен, будущее за недорогими беспилотниками отечественного производства. А главная проблема сегодняшнего дня — импортозамещение ключевых компонентов.
Что касается спроса, то он растет, продукция востребована во многих отраслях. Это логистика, мониторинг природных объектов, транспортировка, строительство. Есть спрос на беспилотники, способные доставлять грузы от 35 килограммов до одной тонны. Инфраструктура для этого уже существует — нужны аппараты.
Кроме того, надо думать о завтрашнем дне, потому что мир очень быстро движется вперед. И если пока беспилотные системы все‑таки обычно управляются внешним пилотом, то в перспективе отрасль должна перейти к «умным» авиационным беспилотным системам, которые смогут решать задачи полностью самостоятельно.
Дроны полетят из песочниц?
Северная столица участвует в разработке экспериментальных правовых режимов для внедрения высокотехнологичных сервисов в сфере беспилотного транспорта. В городе подготовлены в инициативном порядке и уже реализуются две «регуляторные» песочницы, связанные с развитием авиационного беспилотного транспорта для перевозки малогабаритных грузов и выполнения авиационных работ.
На ПМЭФ-2022 было заключено соглашение о взаимовыгодном сотрудничестве в части развития городской аэромобильности между комитетом по информатизации и связи, комитетом по транспорту и специализированными предприятиями. Функционал партнерской платформы уже сейчас позволяет потенциальным клиентам разрабатывать автоматизированные программы полетов беспилотных воздушных судов над Петербургом.
Сегодня город особенно нуждается в развитии сопутствующих цифровых сервисов. Также есть задача, направленная на уже существующие сервисы: в текущих законодательных условиях их реализация невозможна в силу наличия административных барьеров.
Наиболее востребованы сервисы, обеспечивающие использование беспилотных аппаратов в строительном 3D-моделировании, мониторинге снежного покрова и наледи, вывозе и установке мусорных контейнеров, доставке грузов. Особую заинтересованность представляет развитие сети дронопортов на этапе «последней мили» для доставки писем, заказов с маркетплейсов и т. д.
Материал опубликован в газете «Санкт-Петербургские ведомости» № 79 (7408) от 03.05.2023 под заголовком «Беспилотная жизнь».
Комментарии