Трудно е да се намери по-актуална тема в инженерните форуми

Бъдещето на безпилотните летателни апарати: бикоптери, народен автопилот, свръхбързи ИИ дронове

Трудно е да се откри по-актуална тематика в инженерните конгреси от тази за безпилотните летателни апарати. Техническият напредък в тази област се мери не с години, а с месеци. Може би по-бързо, в сравнение с в региона и шумотевицата към LLM.

За няколко години безпилотните летателни апарати (БЛА) се трансфораха в интелигентни, свръхманеврени системи с усъвършенствано машинно зрение. Развива се основаният на отворен код програмен продукт, като да вземем за пример програмата за автопилот ArduPilot, нашумяла на 1-ви юни 2025 година с помощта на случилото се в Руската федерация, а точно, интервенцията „ Паяжина “. Техническият аспект на употребяваните дронове несъмнено заслужава повече внимание.

Нека разгледаме някои обещаващи разработки на БЛА и какво крие бъдещето.

Автопилотът

Съвременният БЛА е освен хардуер, само че и програмен продукт. Тъй като ArduPilot притегли такова внимание при започване на месец юни, разумно е да го споменем.

ArduPilot е повсеместен автопилот с отворен код, който може да работи без GPS. Пълният набор от софтуерни принадлежности поддържа съвсем всеки тип безпилотен превоз: дронове, мултикоптери, обичайни хеликоптери, самолети, лодки и катери, подводници, роувъри, безпилотни трактори и други

Сорс кодът се създава от огромна общественост от експерти и запалянковци. На 1-ви юни 2025 година един от главните разработчици написа, че въобще не е очаквал международна популярност, а просто е желал да основава дребни летящи коли:

Платформата ArduPilot се състои от няколко елементи:

Безпилотно транспортно средство. Действителното устройство, което се движи (дрон, хеликоптер, автомобил, подводница и др.). Компоненти, елементи. Това са периферните датчици, контролерите и изходните устройства, които служат като очи, уши, мозък и ръце на транспортното средство. Почти всяко устройство може да бъде превърнато в дрон, в случай че вградите в него дребен „ хардуерен пакет “ от датчици и контролер, който получава сигнали от датчиците и изпраща изходни сигнали към сервоусилвателите, стабилизаторите и други Наличен е фърмуер за коптери, самолети, роувъри, подводници и антени за следене, които наблюдават местоположението на дроновете и се насочват към тях. Софтуер. Интерфейс към контролера, работи на лични компютри и мобилни устройства. Нарича се още „ наземна контролна станция “ или GCS (Ground Control Station). Наземната станция за безпилотен летателен уред е система за връзка и ръководство. Обикновено се употребява от оператора на дрона за връзка с БЛА, предава видео и данни в действително време. Планиращ задачата. Усъвършенствана GCS. Взаимодейства с хардуера посредством изтъкване с пръст (или мишка) на точки, писане на потребителски скриптове и моделиране.

Планиране на задачата, която ще се извършва в режим на автопилот: посочвате точки на картата и избирате деяние за всяка точка:

Дронът може да се ръководи посредством мобилен интернет от всяка точка на света: той има LTE модем с Ethernet излаз, към който са свързани едноплатков компютър и уебкамера, от която се излъчва картина и се подава на ArduPilot UART канал за подаване на команди за ръководството на дрона.

По подробна информация за планирането на задачите ще намерите в документите.

Въпреки че ArduPilot не създава никакъв хардуер, този фърмуер се конфигурира на хардуера на разнообразни производители, в това число и на търговски артикули.

В наши дни съвсем целият програмен продукт за дронове е наличен с отворен код. Освен ArduPilot това са контролерите Betaflight и iNavFlight, радиокомуникациите ExpressLRS на ESP32/ESP8285 и софтуерът ESC, който управлява работата на електронните регулатори на скоростта на мотора: AM32 и Bluejay. Всичко за независимо сглобяване на на ниска цена FPV. Цените на комплектите „ Направи си самичък “ паднаха извънредно доста и можете да намерите подробни указания по какъв начин да сглобите и конфигурирате несложни дронове със личните си ръце, с конфигуриран ArduPilot:

ArduPilot започва през 2007 година дружно с любителския уеб страница DIYDrones.com и първия самоделен безпилотен летателен уред, направен от конструктор Lego, като цяло това беше любителска общественост на самоделни безпилотни летателни апарати. Проектът е стартиран от БЛА запалянковците Крис Андерсън (бивш основен редактор на списание Wired), Жорди Муньос и Джейсън Шорт, упоменати нагоре.

Първата версия на програмата за автопилот е написана през 2009 година Към днешна дата по ArduPilot работи екип от професионални инженери, учени и откриватели. Софтуерът доста е разширил региона на своето потребление, като през днешния ден е изключително известен в Съединени американски щати, Индия, Украйна и Руската федерация.

ArduPilot е конфигуриран допълнително от 1 милион автомобила по света и системата бързо се разраства. Чрез голям брой снабдители на периферни устройства и разнообразни интерфейси се уголемява екосистемата от датчици, съпътстващи компютри и информационни системи.

Този програмен продукт е конфигуриран в колите на някои производители.

Той се употребява и за тестване и разработка от огромни организации и корпорации като НАСА, Intel и Boeing, както и от безчет колежи и университети по света.

Дроновете с изкуствен интелект

На 14-ти април 2025 година ръководен от изкуствен интелект самостоятелен дрон зае първото място в интернационалната конкуренция A2RL Drone Championship в Абу Даби и по-късно победи трима някогашни международни първенци в Drone Champions League, т.е. най-хубавите водачи. Това е първата в историята победа на ИИ над индивида в действително съревнование на хардуер на трети страни, а не в лабораторна среда и с лабораторно съоръжение.

Този дрон е планиран от уредниците на надпреварата, с цел да може да се употребява в конкуренцията от всички – както от екипите с изкуствен интелект, по този начин и от водачите. Всички имаха еднакъв спортен дрон.

Невронната мрежа пилотираше сред трудностите при доста ветровити условия със скорост до 95,8 км/ч. Основната разлика от хората е, че тя изпраща команди непосредствено към моторите на дрона, а не към устройство за ръководство.

Първият първообраз на тази невронна мрежа е създаден от екипа за усъвършенствани концепции на Европейската галактическа организация в границите на плана Guidance and Control Nets през 2023 година, а в този момент е доработен от екипа на MAVLab от университета TU Delft.

Създава се усещане, че бъдещето на пилотирането е в ръцете на невронните мрежи, които превъзхождат хората по повод скоростта на обработка на информацията и времето за реакция.

Освен това безпилотните самолети могат да устоят на доста по-големи претоварвания, в сравнение с самолетите с човек в тях. Това значи, че те са доста по-маневрени и по формулировка имат преимущество пред хората във въздушните боеве.

Бикоптерите

В развиването на дроновете с изключение на софтуерни усъвършенствания има и хардуерни усъвършенствания. Ако разгледаме новото потомство безпилотни летателни апарати, измежду най-обещаващите технологии можем да посочим по-маневрените бикоптери с две витла вместо с четири. Например, като V-Copter Falcon Mini на Zero Zero Zero Robotics. Това е първият в света бикоптер, който тежи по-малко от 250 година Цената му е 269 $.

Техните основни особености включват извънредно тихи мотори, 4K видеокамера с три оси на независимост, 6-кратно нарастване и режим за нощно снимане.

Компанията-разработчикът има вяра, че бъдещето е на бикоптерите с две витла.

Витлата се накланят в разнообразни направления, с цел да вършат остри завои и прецизни маневри. Според разработчика V-образното оформление на бикоптера обезпечава „ стремително ускоряване “ и „ ненадмината маневреност “ спрямо квадрокоптерите от този клас.

Автоматичното контролиране наклона на бикоптера е 0,01° по всяка ос в действително време. За да показва положителното балансиране, дронът може да държи монета върху тялото си по време на полет откъм оребрената си страна.

В момента американската войска тества апаратите за отвесно политане Bell V-280 с сходна структура, с две витла. В бъдеще тези коптери ще заменят хилядите Black Hawk и Apache във въздушния флот:

В момента те се тестват в границите на програмата Future Long-Range Assault Aircraft (FLRAA), чиято цел е да се избере летателен уред с нараснала скорост, маневреност и обсег, който да размени съществуващите хеликоптери през 2030 година Максималната му скорост е 556 км/ч, обсегът му е повишен до 4500 км, а оптималното му тегло при политане е към 14 тона.

Bell завоюва този контракт през 2022 година, побеждавайки концепцията Defiant X на Sikorsky (компания на Lockheed Martin) и Boeing с двуосни роторни витла.

Въздушните таксита

Няколко плана за въздушни таксита (авиотаксита) се приближават до комерсиална употреба, които в бъдеще също ще станат безпилотни (отначало водачът също ще би трябвало да управлява). Първата в света комерсиална услуга за въздушни таксита е планувана да започва в Дубай при започване на 2026 година

Ще бъдат пуснати в употреба мултикоптерите на JOBY Aviation:

По разписание въздушното такси би трябвало да излетява и да каца на четири „ летища “:

Но има възможност китайските съперници да ги изпреварят. Китайското аеротакси EHang EH216-S към този момент е минало всички нужни проби за узаконяване от Администрацията за гражданска авиация, а през януари 2025 година в Шанхай се състоя първият демонстрационен полет:

Първоначално той ще лети по туристически направления около реката:

Освен безпилотни „ коли “ могат да се появят и „ въздушни мотоциклети “. Например полският откривател на едноместния безпилотен аероплан Jetson One наскоро показа различен ховърбайк – Volonaut Airbike, почти като щурмоваците на Империята от „ Междузвездни войни “.

Едноместният дрон на Jetson One:

Ховърбайкът на въздушна възглавница Volonaut Airbike, задвижвано от турбореактивни мотори:

Всичко това е доста забавно, само че техническият напредък е доста по-бърз в региона на чисто самостоятелните БЛА, където въобще не се планува да се слага човек. Роботите могат да се оправят съвършено с всички задания без човешка помощ, а в рискови случаи – с присъединяване на оператори. А в бъдеще дистанционното управление ще стане излишно с помощта на невронните мрежи с машинно зрение.

Обмислят се също по този начин разновидности за потребление на рой от десетки дронове, синхронизирани между тях. В Китайската войска наскоро бе усвоена сходна система с име Military Drone Swarm.

Бъдещето на безпилотните летателни апарати е обещаващо, ориентирано към все по-голяма самостоятелност, просветеност и профилиран дизайн, които ще трансформират метода, по който взаимодействаме със света към нас. ИИ дроновете ще трансформират редица браншове, предлагайки невиждани до момента благоприятни условия за наблюдаване, логистика и специфични интервенции.