Группа | Научная литература |
---|---|
Название на русском языке | Применение гражданских беспилотных воздушных судов с искусственным интеллектом в Арктической зоне Российской Федерации |
Авторы на русском языке | Федотовских А.В. |
Название на английском языке | The use of civil unmanned aircraft with artificial intelligence in the Arctic zone of the Russian Federation |
Авторы на английском языке | Fedotovskikh A.V. |
Вид издания на русском языке | Научно-аналитический обзор |
Издательство на русском языке | Красноярск, издательство «Домино», 2021. - 101 с. |
Авиационные события во время полета характеризуются множеством параметров: тип беспилотного воздушного судна (БВС), время года и суток полета, этап полета, продолжительность полета, метеоданные и т.д. Осуществление контроля всех параметров полета - важная задача и в беспилотной авиации. Ученые разработали сотни искусственных нейронных сетей (ИНС), способных распознавать препятствия и вычислять оптимальную траекторию движения для автономных БВС. Но полет БВС в регионах Арктической зоны РФ, особенно в сложных метеоусловиях, представляет собой не всегда выполнимую в настоящее время задачу. Используя ИНС, создается система, в которой БВС управляет собой самостоятельно, избегает препятствий. ИНС получает информацию о расстояния до ближайших препятствий вокруг БВС, имитируя зрение внешнего пилота. На выходе ИНС подает системе управления показания к изменению ускорения, замедлению или изменению положений руля высоты, руля направления и других систем управления аппарата. ИНС обучаются на множестве стратегий ввода-вывода.
Цель работы: исследование опыта и возможностей применения гражданских беспилотных воздушных судов с системами искусственного интеллекта, их практического внедрения в регионах Арктической зоны РФ на период до 2035 г.
Обзор представляет собой результаты научно-аналитического исследования по разработке и эксплуатации беспилотных авиационных систем (БАС) с системами искусственного интеллекта в регионах Арктической зоны РФ. Автором - внешним пилотом рассмотрены особенности конструкции БВС, правила использования на территории РФ, возможности использования в различных сферах и практика применения БВС на территориях Крайнего Севера.
Практическая значимость исследования заключается не только в анализе текущей ситуации с разработкой и применением беспилотных воздушных судов с системами искусственного интеллекта в Арктике, но и определение места их практического применения для изучения труднодоступных и экстремальных территорий. Такая работа уже ведется, автор лично апробирует новые направления применения искусственного интеллекта в Арктике совместно с научными и деловыми кругами.
В издании описаны технологии работы беспилотных воздушных судов, оснащенных системой датчиков, инерциальной навигационной и спутниковой системами под контролем нейросетей, которые могут применяться для оказания практически всех видов сервисных услуг в беспилотной авиации: все виды мониторингов, доставка грузов и почты, фотосъемка и картографирование, сканирование больших территорий и др. Для сервисных компаний внедрение беспилотных аппаратов позволяет более активно захватывать долю рынка авиационных услуг, в т.ч. у пилотируемой авиации, а в перспективе позволит повысить безопасность работ, снизить затраты и уменьшить антропогенное влияние на экосистему Арктики. Новые факторы в конечном итоге уменьшат общую стоимость грузоперевозок, стоимость самих товаров во всех отраслях рынка, а также ряда сервисных услуг. Главный эффект от повсеместного внедрения беспилотных воздушных судов и сопутствующей инфраструктуры, описанный в издании, - новое качество жизни в арктических и северных регионах.
В качестве основных результатов работы можно перечислить следующие:
- способность БВС облетать препятствия при отсутствии известных наземных ориентиров и устойчивого сигнала со спутниковых навигационных систем;
- создание модифицированных моделей ИНС, когда программное обеспечение решает более специфические задачи, среди которых: парирование сноса ветра при посадке БВС на площадку, в т.ч. неподготовленную, когда нейросеть «осваивает» основные пилотажные навыки, включающие в себя быстрое вращение вокруг трёх главных осей (тангаж, рыскание, крен) и различные последовательности манёвров; прогнозирование энергозатрат силовых установок и аппаратуры БВС в непредвиденных условиях полета с более высокой точностью, чем без систем с ИНС; моделирование множества сценариев полета для понимания того, что происходит с БВС во время полета и предугадывания возможных неисправностей заранее; просчет вариантов ремонта БВС при обнаружении неполадки на борту.
К дополнительным результатам можно причислить следующие:
- повышение безопасности полетов БВС в долгосрочной перспективе и снижение вероятности рисковых событий в полете в условиях Арктической зоны РФ;
- повышение экономической эффективности БВС, а также эксплутационных (сервисных) компаний, с учетом более высокой себестоимости производства и оказания услуг в северных регионах;
- положительное влияние на экономическую эффективность коммерческих и государственных организаций, эксплуатирующих БВС;
- положительное влияние на репутацию Российской Арктики в области разработки и внедрения инновационных нейросетевых подходов для применения на БВС.
Области применения и способы использования ожидаемых результатов:
- прогнозирование вероятности авиационных происшествий с БВС, проведение мероприятий по повышению уровня безопасности полетов;
- прогнозирование событий, влияющих на экономические показатели предприятия-эксплуатанта беспилотных авиационных систем (БАС).
Книга предназначена для специалистов, работающих в промышленности в области создания соответствующих систем, научным сотрудникам и аспирантам, специалистам сферы беспилотной авиации. Она будет полезна также и для студентов средних-специальных и высших учебных заведений, обучающихся по профильным специальностям, в т.ч. «Эксплуатация беспилотных авиационных систем» поскольку ее содержание соответствует программам специальных профессиональных дисциплин. Особая аудитория издания - руководители компаний - потенциальных заказчиков услуг с применением беспилотных воздушных судов.