XLIX международная выставка-презентация
научных, технических, учебно-методических и литературно-художественных изданий

Применение гражданских беспилотных воздушных судов с искусственным интеллектом в Арктической зоне Российской Федерации


ГруппаНаучная литература
Название на русском языкеПрименение гражданских беспилотных воздушных судов с искусственным интеллектом в Арктической зоне Российской Федерации
Авторы на русском языкеФедотовских А.В.
Название на английском языкеThe use of civil unmanned aircraft with artificial intelligence in the Arctic zone of the Russian Federation
Авторы на английском языкеFedotovskikh A.V.
Вид издания на русском языкеНаучно-аналитический обзор
Издательство на русском языкеКрасноярск, издательство «Домино», 2021. - 101 с.

Резюме

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.

 

Комментарии

Издание "Применение гражданских беспилотных воздушных судов с искусственным интеллектом в Арктической зоне Российской Федерации" (Федотовских А.В.) отмечено наградой
МЕДАЛЬ «ЗА ВЕРНОСТЬ ТРАДИЦИЯМ ОТЕЧЕСТВЕННОГО ОБРАЗОВАНИЯ» С УДОСТОВЕРЕНИЕМ