От стартапа до лоббиста: как Hive и Иннополис меняют будущее беспилотной авиации
Привет, Хабр! Меня зовут Николай Ряшин, я генеральный директор компании Hive. Мы создаем, тестируем и устанавливаем дронопорты — автоматизированные станции для обслуживания беспилотников.
Сегодня я хочу рассказать, зачем дроны бороздят просторы Иннополиса, почему в России до сих пор нет беспилотной авиадоставки, и какие шаги мы делаем, чтобы это изменить.
Как любитель, я познакомился с беспилотниками в 2016 году, причем это были FPV-дроны. Я собрал команду, участвовал в соревнованиях. Интерес к дрон-рейсингу стал затравкой для бизнес-идей. Через некоторое время наша команда стала сервисным подрядчиком правительства Москвы. Нас было 15 человек, мы носились по всему городу, делали по 40–50 вылетов в день и на своей шкуре почувствовали проблемы отрасли.
Слева: пилот снимает стройку на лазерный сканер, с виду все хорошо, но на улице +30. Работа на два дня, с дронопортом справился бы за 3–4 часа, работая из офиса. Справа: последствия работы на похожем объекте осенью. В метро в таком виде уже не пускают
Современные промышленные дроны умеют летать по заранее заданной программе, и ими не обязательно управлять вручную. Полетная миссия определяется заранее, задаются точки, действия на них, и все выполняет автопилот. Однако, человек все равно нужен для технического обслуживания и безопасности. Он готовит дрон к вылету, меняет аккумуляторы между миссиями, подстраховывает автоматику в нештатных ситуациях. И с участием людей в полетах связано много сложностей.
Чтобы запускать дроны, нам приходилось стоять по колено в грязи на стройках, объясняться с полицейскими и убегать по промзонам от собак. А еще каждый оператор может банально проспать, застрять в пробке или заболеть. Так что мы начали прорабатывать концепт автоматизированной станции, которая избавила бы нас от необходимости работать в поле, и в 2020 году запустили первый дронопорт.
Дронопорт крупным планом
Проект состоит из двух частей. Первая — это, собственно, дронопорт, то есть станция для хранения, запуска и обслуживания промышленных дронов.
Дрон на посадочной площадке внутри дронопорта. Хорошо видно графические коды, на которые ориентируется беспилотник при автоматической посадке
Эта желтая коробка прячет в себе посадочную площадку, где дрон хранится в сухости и тепле, и робот-манипулятор, который меняет аккумуляторы коптера. Полутораминутный питстоп, и беспилотник снова готов к полету.
Автоматическая замена батарей при помощи робота. Слева: манипулятор захватывает АКБ. Справа: вынимает, чтобы подключить к зарядному устройству
Посадка и обслуживание происходят под прицелом камер, а встроенная в дронопорт связь позволяет удаленно обновлять полетные задания и загружать записанные беспилотником данные. Эксплуатировать дроны таким образом можно в режиме 24 на 7 почти без участия человека.
Для дистанционного управления дроном не нужна специальная радиоаппаратура, достаточно простого джойстика
Диспетчер сидит в комфортном офисе и следит за работой сразу десятка дронопортов с помощью второго компонента системы — облачной платформы для удаленного управления, мониторинга беспилотников и обработки собранных данных. Если, например, в Турции дрон теряет связь со спутниками, то диспетчер из Москвы может перехватить управление и вернуть его на базу.
Стратегический просчет и хитрые китайцы
На старте разработки мы хотели сделать еще и собственный дрон, но вскоре поняли, что собрать посадочную площадку проще, чем наладить серийное производство беспилотников.
Дрон по сложности сборки похож на смартфон или ноутбук. Это компактный девайс, в который нужно упаковать кучу электроники, да так, чтобы она надежно работала. Например, при неудачном расположении компонентов, помехи от батареи портят прием GPS. Или вот, другой случай: для одного из проектов в ОАЭ мы хотели использовать 5G, но просто не нашли в продаже достаточно компактных модемов.
Так что создание собственного дрона требует больших инвестиций в разработку и очень много времени на тестирование. Поэтому, вначале мы взяли один из лучших беспилотников на рынке — DJI Matrice 300 — и интегрировали его в нашу посадочную станцию. Получилось удобно — такой коптер можно без особых проблем ввезти практически в любую страну или даже купить на месте и оснастить дронопорт.
Тем не менее, кажется, что это решение все-таки было не самым удачным. Во-первых, мы ненароком подали идею DJI, и сейчас они пытаются выпустить систему, похожую на дронопорт. А во-вторых, китайцы не пускают нас за некоторые пороги SDK, так что у Matrice 300 масса программных ограничений. Иногда приходилось изобретать такие костыли, что волосы встают дыбом, так что нам пришлось вернуться к идее дроностроительства. Впрочем, теперь мы готовы к этому лучше, чем три года назад.
Беспилотники, как инфраструктура
Дронопорт задумывался, как система автоматизации, но после всех испытаний мы поняли, что скорее делаем инфраструктурный проект.
Например, с октября 2021 по август 2022 года наша система работала на Департамент информационных технологий правительства Москвы. Фактически мы предоставляли летающие камеры с дистанционным управлением и охватом площади до 300 кв. км. Другие городские службы (префектура, госинспекция по недвижимости, департамент строительства, поисково-спасательные службы и МЧС) пользовались нашими услугами. Когда подсчитали, оказалось, что вылет дрона из дронопорта в пять раза ниже рыночной цены обычного полета.
В Дубае с помощью наших посадочных станций организовали детекцию дорожного трафика. Мы залили нейросетевые алгоритмы на бортовые компьютеры дронов, чтобы они распознавали и подсчитывали автомобили. В другой арабской стране дронопорты отвечают за непрерывный мониторинг границы в пустыне, где почти нет связи. Только там нейронки настроены на детекцию повреждений забора, а дроны просто посылают оператору по радиоканалу сжатые фотки и координаты мест, где найдены повреждения.
В ЮАР мы ведем проект по мониторингу ежедневной выработки угля. Заказчик производит добычу угля открытым способом, в карьере постоянно меняется ландшафт. Там наши дроны отвечают за создание и обновление цифровой модели рельефа, измерение объема выработки. Фактически, это замещение классических геодезических методов контроля за те же деньги, но только в супер сжатые сроки и без участия человека.
В сельском хозяйстве мы можем проводить постоянный мониторинг посевов и делать точные измерения, чтобы агрономы понимали, где растет лучше, а где хуже. Дроны хорошо подходят для мониторинга энергетической инфраструктуры, ГЭС, электросетей.
У нас есть зрелая, рабочая технология, но ее внедрение — отдельная задача, и вот вам недавний яркий пример — наша новая разработка.
Дрономат и главная проблема беспилотной авиации
Многие компании пытаются запустить доставку при помощи дронов, но их наземная структура подразумевает участие человека, и это связано со сложностями, да и не всегда безопасно. Мы хотим автоматизировать и этот процесс.
Этим летом мы выкупили часть бизнеса производителя дронов COEX — всю линейку промышленных беспилотников и права на системы для воздушной доставки. Мы переработали их конструкторские решения, провели испытания и представили дрономат для экспресс-доставки посылок. По сути, это тот же дронопорт, но с окошком для приема товара. В него кладется посылка, робот подготавливает ее к транспортировке, крепит к дрону, и тот переносит груз в другой дрономат. Там посылку можно получить, как в обычном вендинговом автомате.
Пока речь о небольших грузах, до двух килограммов. Дрон может доставить их на расстояние до семи километров, но мы рассчитываем, что после тюнинга наши беспилотники будут поднимать до 5 кг. и летать с ними на 20 километров.
Основная трудность здесь не в технологиях. Проблема в том, что крупные города, где люди готовы платить за технологичный сервис и быструю доставку, жестко зарегулированы по полетам.
Например, запускать дроны в Москве де-факто запрещено. Чтобы получить разрешение, нужно пройти семь кругов ада. Если собирать документы с нуля, на это уходит до двух месяцев. В процесс вовлечены: Департамент региональной безопасности Москвы, МВД, МЧС, префектура, мэрия. А если говорить об области, которая находится вне диспетчерской зоны аэропортов и вертолетных площадок, то можно летать без разрешения до высоты 150 метров и только в зоне прямой видимости пилота.
Опасения регулятора понятны:, а вдруг множество беспилотников в воздушном пространстве приведет к авариям, пострадают люди, инфраструктура, но у нас даже нет шанса доказать, что всего этого можно избежать. Точнее, не было до недавнего времени.
Анклав будущего, или как организован запуск дронов в Иннополисе
Мы собрали за одним столом представителей Росавиации, Минэкономразвития, профильных сообществ и экспертов, объясняли свои цели и планы. В итоге, при помощи администрации Иннополиса, инициировали экспериментальный правовой режим, и теперь у нас будет два-три года, чтобы доказать, что дроны в городе — это безопасно и эффективно.
Идея в том, чтобы апробировать UTM-систему, так называемую систему управления движением беспилотных летательных аппаратов. Это цифровая платформа, которая позволяет отправлять и оперативно согласовывать план полета с государственными органами и автоматизировано получать разрешения на полеты. Уже сейчас, чтобы согласовать полет по Иннополису, достаточно нажать одну кнопку.
Система хранит информацию о маршрутах, нахождении, задачах каждого беспилотника, а в перспективе UTM позволит контролировать местоположение каждого беспилотника в режиме реального времени, разводить полетные коридоры и связываться с пилотами. Получится диспетчерский центр для БПЛА.
Создание регуляторной песочницы даже важнее, чем разработка и тестирование новых дронов. По моим прикидкам, если суммировать потребности рынка, 15–20% услуг могут быть оказаны дронами без участия человека. В одной только России на этом рынке по грубым оценкам зарыто несколько миллиардов рублей, но из-за особенностей законодательства, он развивается очень медленно. Получается замкнутый круг, ведь для отладки беспилотников необходимо их массово выпускать и тестировать в реальных условиях. Культура пилотных проектов в стране еще не сформировалась, и если услуги дронов сильно ограничены, то и спрос на них невысокий. Соответственно, у производителя нет денег на отладку продукта.
В таких условиях только очень большие компании могут продвинуться за счет инвестиций, а такие стартапы, как мы, испытывают большие сложности. Они вынуждены уходить в другие, менее зарегулированные страны, например, на Ближний Восток. Без инициативы со стороны бизнеса ситуация не изменится. Поэтому мы вкладываем много усилий в общение с регулятором, — это важно не только для нас как компании, но и для всей российской индустрии беспилотников.
Планов на будущее много. Мы налаживаем стратегическое партнерство с белорусскими производителями полноразмерных вертолетов, есть намерение интегрироваться с Вертолетами России. Если законодательство станет совершеннее, выиграют все, а мы однажды исполним давнюю мечту и запустим автоматизированную площадку для обслуживания беспилотников, способных поднять десяток тонн.
