Роботы в воздухе и на земле

Беспилотные автомобили и летательные аппараты стали заметной частью современной робототехники, но слово «беспилотный» не всегда означает полностью автономный: многие системы управляются человеком дистанционно или автоматизируют только часть действий.

Автоматические системы могут удерживать траекторию, строить маршрут, распознавать препятствия и выполнять другие задачи управления. Степень участия человека при этом сильно различается — от обычных ассистентов водителя и дистанционно пилотируемых аппаратов до машин, способных выполнять поездку или полет без постоянного ручного управления в заданных условиях.

Стэнфордская тележка

Стэнфордская тележка появилась в начале 1960-х годов в проекте Джеймса Адамса как платформа для исследований дистанционного управления с задержкой связи — это было важно для идей будущих лунных аппаратов. Примерно через десятилетие тележку превратили в экспериментальный автономный транспорт: она могла следовать по белой линии. Позднее Ханс Моравек оснастил ее стереоскопическим зрением и системой планирования пути. В 1979 году тележка самостоятельно прошла около 20 метров через комнату с препятствиями, но на это потребовалось примерно пять часов.

Стэнфордская тележка стала одной из важных экспериментальных платформ ранней мобильной робототехники. В финальной версии 1979 года она использовала стереоскопическое зрение: после примерно каждого метра останавливалась на 10–15 минут, анализировала изображения и заново планировала путь

Автомобилестроение

История автономного транспорта прошла путь от исследовательских проектов и соревнований DARPA до коммерческих сервисов. Бывший проект Google Self-Driving Car превратился в Waymo; к 2026 году компания выполняет полностью автономные пассажирские поездки без водителя в ряде городов США. Одновременно большинство серийных личных автомобилей остается на более низких уровнях автоматизации. Авиацию нельзя считать «намного проще»: беспилотникам тоже приходится учитывать погоду, воздушное пространство, надежность связи, отказоустойчивость и правила полетов.

Авиация

Эксперименты по созданию беспилотных летательных аппаратов начались еще на заре авиации. Уже в Первую мировую войну шли разработки боевых летательных машин, способных самостоятельно добраться до цели. На протяжении нескольких десятков лет они были направлены на обслуживание военной отрасли, а активное внедрение в гражданскую авиацию началось только во второй половине XX века.

Aerosonde. Беспилотник больше похож на большой модельный самолет, однако он способен перелететь через Атлантический океан. Первый самостоятельный полет был осуществлен в 1997 году

RoboBee. Эти небольшие летающие роботы, способные работать в группе, отличаются малыми габаритами: вес составляет всего 0,08 грамма. Для экономии энергии разработчики из Гарварда придумали новый способ перемещения: «пчелки» могут прикрепляться к поверхности движущегося объекта и таким образом не только передвигаться, но и подзаряжаться за счет статической энергии

Управление

Беспилотные летательные аппараты сильно различаются по автономности. Одни требуют постоянного дистанционного управления, другие автоматически стабилизируются, следуют по маршруту, возвращаются к точке старта или обходят препятствия. Даже при автоматическом полете оператор и правила эксплуатации остаются важной частью системы, поэтому фраза «достаточно задать координаты, а остальное аппарат сделает сам» подходит далеко не всем моделям и условиям.

Сегодня беспилотные летательные аппараты применяются не только в военной отрасли, но и для исследования местности, фото- и видеосъемки, доставки небольших грузов и даже изучения путей миграции птиц.

Global Hawk 1. Летательный беспилотный аппарат способен патрулировать территорию в течение 30 часов, а также подниматься на высоту до 18 тысяч метров

Проект ReSqu

Мало кто при слове «робот» представляет себе устройство, предназначенное для поиска сорняков. Однако именно такой проект, получивший название RESQU, действовал на территории Австралии. Благодаря ему удалось обнаружить места наибольшего распространения определенного вида травы, которая грозила нанести значительный вред местной флоре.

В качестве основы используется беспилотный вертолет CSIRO SMR-1, грузоподъемность которого составляет 1 килограмм: этого достаточно для того, чтобы снабдить его камерами и передающими устройствами. Кадры, полученные при съемке местности, в дальнейшем обрабатываются программой, отвечающей за распознавание изображений. Реализация проекта позволила находить очаги распространения сорной травы намного быстрее, точнее и безопаснее, чем традиционным способом.

Беспилотный вертолет CSIRO SMR-1