Среднесрочные прогнозы развития робототехники, технико-экономический анализ
Роботы для доставки легких грузов (Light cargo delivery robots) - это небольшие автономные устройства, предназначенные для до- ставки небольших посылок и предметов в дома и на предприятия. Они оснащены датчиками и технологией GPS, которые позволяют им перемещаться по улицам и тротуарам, чтобы добраться до места назначения. Эти роботы обычно передвигаются со скоростью, безопасной для окружающих, и имеют относительно небольшой радиус доставки. Приложения, предназначенные для роботов-доставщиков, могут информировать покупателей о положении роботов и направлениях их движения в режиме реального времени.
С помощью этих приложений покупатели получают информацию о времени прибытия роботов. Один из известных примеров таких роботов - это робот-доставщик от Яндекса, который начал свою работу в Москве с 2019 года. Он предназначен для доставки грузов весом до 20 кг, таких как посылки и почта. Робот представляет собой компактный вездеход с шестью колесами, он оборудован множеством датчиков, лидаром и обладает полностью автономной навигационной системой. Вездеход способен преодолевать различные типы местности, обходить препятствия, людей и транспортные средства. Вес умной машины составляет 70 кг, а ее скорость может достигать 8 км/ч. В 2023 г. Gartner оценивала выход технологии "Роботы для доставки легких грузов" на плато продуктивности с горизонтом от 2 до 5 лет.
Коммерческие БПЛА (Commercial UAVs) - это беспилотные лета- тельные аппараты, которые используются на коммерческой основе в различных отраслях, включая аэрофото- и видеосъемку, сельское хозяйство, инспекцию инфраструктуры, поисково-спасательные операции, услуги доставки и др. Мы рассмотрели данную технологию довольно подробно в предыдущих лекциях. В данном разделе только упомянем, что технология уже вышла или выходит на плато продуктивности, по крайней мере в 2020 г. Gartner оценивала, что для данного перехода потребуется 2-5 лет.
Дроны для доставки легких грузов (Light Cargo Delivery Drones) - это легкие БПЛА, предназначенные для транспортировки небольших посылок или грузов на небольшие расстояния. Обычно такие беспилотники оснащены отсеком для полезной нагрузки, в котором можно перевозить легкие предметы, как правило, от нескольких сотен граммов до нескольких килограммов. Как правило, грузы доставляются в пределах нескольких километров от места запуска до места доставки, то есть применяются для доставки "последней мили". В 2023 г. Gartner определила технологию как "спускающуюся во впадину разочарований", но при этом оценивала выход техноло гии на плато продуктивности с горизонтом не более 5 лет.
Стандартный механизм выгрузки (Standard Dropoff Mechanism, SDM) - это механизм, который выполняет функцию выгрузки (опускания) или сброса полезной нагрузки, когда робот (БПЛА) достигает целевой точки. То есть, по сути, технология позволяет роботу осуществлять доставку посылок. Первоначально SDM использовался в малогабаритных беспилотных летательных аппаратах для доставки медицинских препаратов в отдаленные и труднодоступные места. Впоследствии механизм был доработан и стал использоваться в более крупных беспилотниках для доставки товаров и грузов. Механизм может быть использован не только летательными аппаратами, а применяется также при доставке товаров при наземной транспортировке в промышленном производстве, в пищевой промышленности. Технология в 2023 г. может считаться выходящей на плато продуктивности. В 2021 г. Gartner отмечала ее как выходящую на плато в интервале примерно трех лет.
Пассажирские беспилотники (Passenger drones), также известные как воздушные такси, - это аппараты вертикального взлета и посадки, предназначенные для перевозки пассажиров. Такие аппараты обычно оснащены несколькими роторами, которые обеспечивают вертикальный взлет и посадку, что исключает необходимость в наличии специальной инфраструктуры.
Многие пассажирские беспилотники спроектированы таким образом, чтобы работать автономно или с минимальным вмешательством человека. Препятствиями на пути к массовому внедрению остаются вопросы безопасности воздушного движения и недостаточная проработка регулирования движения, связанного с пассажирскими беспилотниками. Тем не менее уже есть отдельные примеры конкретных реализаций технологии. Например, в 2023 г. Администрация гражданской авиации Китая (CAAC) выдала компании EHang Holdings Limited сертификат летной годности на беспилотное аэротакси EH216-S, предназначенное для перевозки двух пассажиров. В 2021 г. Gartner прогнозировала выход технологии на плато с горизонтом 6-8 лет.
Организация движения (транспортных потоков) БПЛА (Unmanned Aircraft system traffic management) - это система управле- ния движением беспилотных летательных аппаратов, которая определяет услуги, роли и обязанности, информационную архитектуру, протоколы обмена данными, функции программного обеспечения, инфраструктуру и требования к производительности для обеспечения управления низковысотными неконтролируемыми операциями беспилотников. В 2021 г. выход данной технологии на плато прогнозировался на уровне пяти лет.
Системы противодействия беспилотникам (Drone countermeasures) относятся к технологиям и стратегиям, направленным на обнаружение, нейтрализацию или вывод из строя беспилотных летательных аппаратов (БПЛА), представляющих угрозу как для гражданских (охрана частной территории), так и для военных целей. Эти технологии включают радиоэлектронное подавление каналов радиосвязи и радионавигации; информационное воздействие на систему управления; вывод БПЛА из строя путем применения лазерного или микроволнового излучения; уничтожение БПЛА традиционны- ми поражающими средствами ПВО [ "Источники использованной литературы" ]. В 2020 г. компания Gartner прогнозировала, что технология выйдет на плато в течение 2-5 лет. А в 2021 г. срок был уточнен примерно до 5 лет.
Роевая робототехника (swarming robotics) - технология была неоднократно упомянута в курсе в качестве подхода к координации системы, состоящей из большого количества простых физических роботов. В рое коллективное поведение является результатом локальных взаимодействий между роботами и между роботами и окружающей средой.
В начале 20-х годов 21 века существенного промышленного применения технологии не произошло. Большинство решений порежнему было основано на централизованном управлении. Это связано с тем, что поведение роя, возникающее в результате локальных взаимодействий, трудно предсказать и применений в промышленном контексте пока мало [ "Источники использованной литературы" ]. В 2020 г. Gartner оценивала выход на пла- то продуктивности данной технологии с горизонтом, превышающим 10 лет, но в 2023-м скорректировала прогноз до 2-5 лет.
Оптическая связь в открытом пространстве (OSOC, Open space optical communication) в робототехнике - это технология, позволяющая осуществлять связь между роботами или между роботом и центром управления с помощью лазеров или других источников света. Технология обеспечивает высокоскоростную и высокопропускную связь на больших расстояниях с минимальными помехами от других радиосигналов. Технология набирает популярность в робототехнике для приложений, требующих связи на больших расстояниях, например в беспилотных летательных аппаратах для передачи данных в режиме реального времени между БПЛА и наземной станцией управления. OSOC также актуальна для космической робототехники, для обеспечения высокоскоростной связи между космическими аппаратами и наземным управлением. В 2020 г. технология оценивалась как способная выйти на плато продуктивности в течение 2-5 лет.
Платформа управления дроном (Drone management platform) - это программное обеспечение, которое дает возможность пользователям контролировать и управлять операциями с дроном. Она предоставляет операторам беспилотников ряд инструментов, помогающих оптимизировать рабочий процесс и обеспечить соответствие нормативным требованиям. Платформа предоставляет интерфейс между дроном и оператором, позволяет контролировать полет, анализировать и хранить данные о полетах, предлагает функции для повышения безопасности, обеспечивает осведомленность оператора о выполнении полета в реальном времени. Платформа предоставл ет функции автоматизации, позволяющие дронам взлетать, садиться и выполнять более сложные задачи без участия оператора. В 2020 г. технология оценивалась как способная выйти на плато продуктивности в течение 5-10 лет.
Управление парком роботов и беспилотников (Robot and drone fleet management) - это совокупность методов и инструментов управления группой роботов и дронов, используемых для автоматизации различных задач и процессов. Важнейшей составляющей управления такими группами является мониторинг состояния роботов и дронов, управление их навигацией, сбор аналитических данных для всего парка роботов или беспилотников, уменьшение рисков, связанных с автоматизацией. Благодаря интеграции предиктивной аналитики и систем обслуживания операторы могут обеспечивать бесперебойную работу своих парков. Кроме того, в рамках технологии решаются задачи по распределению заданий между роботами и дронами, управлению энергопотреблением, зарядкой батарей и др. В 2021 г. Gartner прогнозировала выход технологии на плато продуктивности с горизонтом 3-6 лет.