Задача будущего - создание автоматических транспортных средств для эффективного освоения Арктики. Появление аппаратов, функционирующих без человека, означает рост количества и качества услуг, повышение безопасности и снижение затрат. В этом направлении преимущества использования беспилотных авиационных систем (БАС) в Арктике очевидны: более низкая стоимость услуг, чем у пилотируемой авиации; меньшее количество регламентных операций; отсутствие высококвалифицированной технической помощи; увеличенный межрегламентный период эксплуатации беспилотного воздушного судна (БВС) и возможность его использования в более сложных метеоусловиях по сравнению с пилотируемым воздушным судном (ВС).
![](/media/monitorings/1878/309.jpg)
Сектор производства БАС для Арктики развивается, появляются новые варианты использования летающих роботов в коммерческой деятельности, решаются вопросы правового регулирования. Климатические, логистические и социально-экономические особенности Арктики усложняют эксплуатацию БВС, но уже в ближайшие 10-15 лет предприятия различных отраслей экономики получат эффекты от их применения, аппараты будут оказывать и неавиационные услуги. БАС состоят из технологически развитых и конструктивно сложных компонентов, от которых зависит эффективность их работы, безопасность, надежность и стоимость, пока еще высокая для массового профессионального применения. Но по мере развития промышленной революции 4.0 мы будем ожидать снижения их стоимости, появления новых технологий конструирования и изготовления.
Эксплуатация БВС на высоких широтах имеет целый ряд технических ограничений, в т.ч. невысокое качество навигационного и радиотехнического обеспечения полетов, связанное с низким показателем доступности радиовидимости навигационных космических аппаратов, влиянием высокоширотной ионосферы, инструментальной погрешностью инерциальных систем. Определение координат БВС в таких условиях может быть выполнено с использованием бортового оборудования. Без сигнала со спутниковых навигационных систем большинство БВС не могут осуществлять работу, поэтому аппарат должен автономно перемещаться используя компьютерное зрение и самообучающийся искусственный интеллект. Такая технология уже доступна, например, с использованием портативных суперкомпьютеров.
Искусственные нейронные сети (ИНС) являются основой для перевода действий БВС в полуавтономный или в автономный режим. Нейросеть - большая программа с подпрограммами, которые запрограммированы на ряд действий. Она имитирует поведение человека во время полёта и рассчитывает каждый шаг, нередко лучше, чем внешний пилот. Внедрение ИНС позволяет в автоматическом режиме осуществлять взлет и посадку, выполнять поставленные задачи, автономные бортовые системы предотвращают столкновения и прокладывают оптимальный курс. Эти технологии уже используются, но требуют дальнейшего усовершенствования. Россия, Дания, Канада, Норвегия, США и другие страны Арктического совета уже используют такую технику. Оператор (внешний пилот) дает команду пролететь из пункта А в пункт Б и проанализировать местность. БВС взлетает и выполняет поставленную задачу. ИНС в процессе полета анализируют параметры БВС и окружающей среды. Нейросеть выбирает нужную скорость полета, траекторию, в зависимости от показателей погоды, рельефа местности и других факторов. Для обучения ИНС используются различные методы, например, «обучение с подкреплением» или «обучение с учителем». Таким образом, возможным становится применение технологии ИНС для эксплуатации БАС в Арктике в сложных метеоусловиях в круглогодичном и круглосуточном режиме. Создав несколько моделей ИНС, выполняющих разные функции и решающих различные задачи, от детектирования предметов на изображениях до предсказания критических ситуаций можно интегрировать их в единый программный модуль, который будет подавать сигналы на систему управления для предотвращения нештатных ситуаций и более оптимальной работы аппарата. С помощью нейросетей БВС обучается самостоятельно летать в динамичной среде.
Дорожную карту по развитию отрасли БАС в Арктике реализует Союз промышленников и предпринимателей Заполярья РСПП. С 2019 г. совместно с партнерами осуществляются полеты в целях развития туризма и мониторинга, разрабатываются и тестируются новый софт. Опубликован научно-аналитический обзор «Применение гражданских беспилотных воздушных судов с искусственным интеллектом в Арктической зоне РФ» по результатам исследований и итогов работы, проводимой по внедрению систем искусственного интеллекта в Арктике. Предложение о применении БВС, оснащенных нейросетями, направлено в Ростуризм. Формируются предложения по развитию БАС в профильные органы власти по нормативно-правовому регулированию, в т.ч. создание пилотных полигонов в Арктике. Начато сотрудничество по техническому заданию конкурса НТИ в области беспилотных авиационных грузоперевозок.
Направление создания нейросетей для БВС является одним из наиболее актуальных в мире, подтверждая высокую значимость технологий нового поколения в процессе стремительно развивающейся промышленной революции 4.0, кардинально меняющей устоявшиеся каноны. Коммерческое применение БВС требует автономного полета, а не только ручного управления, нейросети ведут БВС по полетному плану, который можно запрограммировать и снизить издержки.