Инновации/Технологии

Дроны выходят на работу

Дроны выходят на работу

12 февраля 2018|Андерсон Крис

На стройке рядом с моим офисом день начинается с привычного жужжания. Маленький черный квадрокоптер сканирует территорию, облетая ее уверенно и ровно. Гул над головой стал настолько привычным, что рабочие, заслышав его, уже не поднимают головы. Дрон — такой же неотъемлемый элемент стройплощадки, как подъемный кран. Спокойное отношение к летающему роботу, превратившемуся в обычное строительное оборудование, — свидетельство подлинной революции.

Захват реальности — оцифровка физического мира путем сканирования изнутри и снаружи, с земли и с воздуха — наконец оформился в технологию, преобразующую бизнес. В какой-то мере ее применяет Google: на картах данные со спутников, самолетов и автомобилей представлены в двух и трех измерениях. Теперь подобные карты, изначально предназначавшиеся для людей, выпускаются в гораздо более качественном разрешении: вскоре их будут использовать автомобили-беспилотники, которым для эффективной навигации по городу нужна высокая детализация. Методы создания таких моделей реального мира восходят к технологии захвата движения — к ней прибегают при создании современных видеоигр, а также мультипликационных и художественных фильмов. Обычно эта технология подразумевает воссоздание сцены перед камерой или сканером: людей собирают в просторном помещении и надевают на них костюмы с датчиками. Однако дроны упрощают ситуацию, доставляя сканеры к самой сцене. По сути, это обычные камеры (плюс интеллектуальное ПО), вращающиеся вокруг объектов и создающие фотореалистичные цифровые модели.

Сегодня коптеры работают на строительных и съемочных площадках — и это в какой-то мере поразительно. Десять лет назад технология только зарождалась. Пять лет назад она стоила огромных денег. Сейчас дрон можно купить чуть ли не в супермаркетах — и он будет выполнять работы промышленного уровня с помощью ПО, хранящегося в облаке. Запустить камеру в небо теперь очень просто, и стоит это так дешево, что коммерческая привлекательность беспилотников не вызывает сомнений. Данные, полученные ими, находят применение не только в строительной отрасли, но и в сельском хозяйстве (составление карт урожая), энергетике (мониторинг солнечных и ветряных турбин), страховании (обследование крыш), инфраструктуре (разнообразные проверки), телекоммуникациях и множестве других индустрий, связанных с физическим миром. Всем известно, что «управлять можно только тем, что можно измерить», однако измерить реальный мир, как правило, довольно сложно. Дроны значительно упрощают процесс.

«Вид сверху» востребован во многих отраслях — до сих пор его нам передавали спутники и самолеты, но дроны намного удобнее тех и других. Они получают данные с бóльшим разрешением и частотой, чем спутники (которым мешают облака, закрывающие две трети планеты); они дешевле, безопаснее и проще в эксплуатации, чем самолеты. Беспилотники могут показать «сверху» любое место и в любое время, причем с качеством лазерного сканирования — и это только начало. Если нашему столетию суж­дено распространить интернет на физический мир, то дроны придадут ему еще и третье измерение: высоту. По сути, они сами становятся «интернетом летающих вещей».

Вы можете считать коптеры игрушками или парящими камерами GoPro — это действительно львиная доля их рынка. Однако, подобно в частности смартфонам, дроны сегодня оснащаются программным обеспечением бизнес-класса и становятся серьезными платформами для сбора данных. Эти аппараты, как и смартфоны, можно «доводить» и развивать, а возможности для разработки приложений для них практически бесконечны. По законам экономики мобильных приложений через какое-то время появятся новые, неожиданные способы применения дронов — такие, о которых мы не могли и подумать, а существующие мощные приложения будут постепенно совершенствоваться.

Вы также можете считать, что дроны — транспорт для доставки грузов потребителям, ведь именно об этой функции рассказывают СМИ, описывая поразительные/пугающие картины будущего и стремясь повысить кликабельность статей. Но, по правде говоря, доставка — один из наименее привлекательных и наиболее сложных способов применения беспилотников: автономные полеты над густонаселенными районами чрезвычайно зарегулированы. В основном индустрия коптеров развивается в противоположном направлении: подальше от доставки, поближе к данным — она фокусируется на коммерческих полетах над частными территориями, где никого не смутит небольшой шум и летающие над головой роботы.

Дроны — классическая прорывная технология. Уже сегодня они делают за несколько часов то, на что у человека ушли бы дни. Они в разы снижают себестоимость получения невероятно детализированной визуальной информации. Они повышают безопасность работы, выполняя за людей рискованные задачи вроде осмотра вышек сотовой связи. При этом коптеры буквально предлагают новый взгляд на бизнес: и поля, и фабрики в равной степени выигрывают от тщательного изучения с высоты птичьего полета.

Как и любой робот, дрон может работать автономно: этому воздушному судну не нужен пилот. Согласно современному законодательству, у коптеров должны быть наземные операторы (даже если человеку нужно лишь нажать кнопку на смартфоне и пассивно наблюдать за работой аппарата). Однако, по мере того как беспилотники умнеют, регулирование начинает допускать полеты «вне зоны видимости» — там, где встроенные датчики и машинное зрение смогут давать людям намного больше информации, чем глаза. Как только разрешат полностью автономное использование, принцип «один пилот — один самолет» превратится в «один оператор — много транспортных средств» или даже «нет оператора — много транспортных средств». Тут-то и раскроется экономический потенциал дронов: когда маргинальные затраты на сканирование мира приблизятся к нулю (работать будут не люди, а роботы), мы получим гораздо больше сведений и сможем использовать их куда эффективнее. Наблюдение за Землей будет «демократизировано»: дроны станут полноправной альтернативой спутникам — дешевой и с высоким разрешением. Вид сверху будет доступен в любое время и в любом месте.

Эра беспилотников вот-вот наступит, так что пора задуматься о подходящей стратегии. Давайте посмотрим, что уже происходит и что еще произойдет в этой сфере. Для начала вернемся к строительству — именно там особенно нужны дроны.

Захват реальности по цене плотного обеда

Строительная отрасль занимает второе место в мире по величине после сельского хозяйства, ее объем — $8 трлн в год. Однако она исключительно неэффективна. Согласно исследованиям McKinsey, коммерческие строительные проекты зачастую превышают бюджет на 80%, а сроки — на 20 месяцев!

На бумаге и на компьютере все выглядит отлично. Но в реальности, в суете и грязи стройплощадки, все иначе. В этом зазоре между планами и действительностью пропадает примерно три из восьми триллионов долларов — они теряются в потоке перерасчетов, переделок и отступлений от графика.

Дроны могли бы ликвидировать этот зазор. Тот, что жужжит у меня за окном, облетая стройплощадку, делает снимки высокопроизводительной камерой, установленной на гиростабилизаторе. Он получает обычные фотографии (хоть и с высоким разрешением) и отправляет их в облако — затем с помощью специальных приемов фотограмметрии снимки превращаются в фотореалистичные двух- и трехмерные модели. (Google делает то же самое для своих карт — только фотографии там менее качественные и более старые. Чтобы убедиться в этом, переключитесь в Google Maps в режим 3D.) Данные с беспилотников оказываются у руководителя стройки уже в начале рабочего дня. По сути, это подробный план площадки, который можно почти до бесконечности увеличивать и рассматривать под любым углом, словно в видеоигре или в виртуальной реальности. На снимки накладываются чертежи, поз­воляя сравнить, «как спроектировано» и «как построено». За счет эффекта дополненной реальности это сопоставление способно снижать издержки на тысячи долларов в день на каждой стройплощадке — и на миллиарды в целом по отрасли. Поэтому начальник стройки отслеживает ход работ ежедневно.

Везде, где умозрительный план сталкивается с реальностью, неизбежны ошибки, изменения и сюрпризы. Но их можно свести к минимуму, если вовремя заметить, исправить или обойти нестыковки, а то и скорректировать чертежи. Подобные обмеры на строительстве делаются по-разному: с помощью рулетки и бумажного плана, лазера и высокоточного GPS и даже рентгена. Однако все эти варианты требуют много времени и средств, поэтому их используют редко и точечно. Дроны же позволяют составлять подробную карту всей площадки ежедневно и всего за $25 в день.

Подняться над землей, чтобы заполнить нишу

Индустрия дронов развивается стремительно. Десять лет назад беспилотники служили военным, стоили миллионы долларов и были окутаны тайной. Но потом появились смартфоны, а с ними — целый ряд технологий: от датчиков и быстрых процессоров до камер, широкополосного беспроводного интернета и GPS. Все эти технологии дали жизнь карманным суперкомпьютерам — и за счет эффекта масштаба подешевели и стали пригодны для других отраслей. В первую очередь преобразились соседние индустрии, в том числе робототехника.

В этот момент на свет появилась масса компаний — в том числе моя. Дешевые мощные компоненты и творческий подход позволили энтузиастам и предпринимателям переосмыслить дроны: теперь мы не смотрим на них снизу вверх, а сами запускаем их в небеса. Мы больше не считаем их «самолетами без пилота» — сейчас это «смартфоны с пропеллером». Развиваясь со скоростью индустрии смартфонов, а не аэрокосмонавтики, коптеры менее чем за четыре года прошли путь от хакерского инструмента до любительской техники и недорогой игрушки, которую можно приобрести в соседнем гипермаркете. Вероятно, это самый быстрый в истории переход из ЦРУ в «Ашан». Пять лет назад беспилотники никто не хотел покупать: «это что-то военное»! Сегодня их путают с игрушками. Знаете ли вы хоть один продукт, так быстро сменивший свое предназначение?

На этом трансформация не закончится. Схлынула волна технологий, за ней — волна игрушек; на их место идет самая мощная волна. Дроны превращаются в инструмент. Рынок для летучих селфи-камер ограничен, зато для данных о физическом мире велик, как сам этот мир.

Квадрокоптеры начинают заполнять пустующую нишу между спутниками и наземными средствами фиксации, оцифровывая планету в высоком разрешении, практически в реальном времени — и очень дешево.

Траектория этой волны будет еще невероятнее, чем двух предыдущих. По мере того как законодательство и технологии будут обеспечивать безопасность их применения, дроны станут все активнее заселять небо. По некоторым оценкам, к следующему году более 100 тыс. операторов будут управлять 200 тыс. беспилотниками, выполняющими самые разные задачи.

А потом рынок приложений буквально взорвется: люди станут находить дронам все новое и новое применение. Сами беспилотники останутся по преимуществу приборами для сбора данных — однако количество приложений для них будет неуклонно расти. Например, квадрокоптеры уже используют для поиска и спасения людей, для наблюдения за дикими животными. Они способны обеспечивать беспроводной доступ к интернету (в эти технологии сейчас инвестирует Facebook) и доставлять медикаменты в разные уголки развивающихся стран. Они могут не только составлять карту урожая, но и распылять пестициды, засевать поля, распространять полезных насекомых.

Наконец, дроны станут еще выгоднее, когда избавятся не только от пилота, но и от наземного оператора. Подлинный прорыв произойдет, когда коптеры станут автономными.

Автономные, маленькие, бесчисленные

Технологии, позволяющие дронам перемещаться самостоятельно, уже существуют и быстро развиваются, переходя от простой GPS навигации к подлинному визуальному наблюдению: беспилотники начинают летать подобно живым существам. Уберите из процесса человека — и летательные средства внезапно уподобятся птицам: автономные, маленькие и бесчисленные, рожденные для неба и способные парить в нем без устали и почти без усилий. Люди до сих пор остаются в небе туристами: мы бываем там редко, ненадолго и за большие деньги. Разорвав связь между человеком и машиной, мы сумеем покорить небеса. Третье измерение — последний бастион планеты, который вот-вот падет, последнее место, которое нам осталось колонизировать (строго говоря, оно идет и ввысь, и вглубь, но океаны мы оставим нашим братьям — подводным дронам). И мы колонизируем его — но, как и в случае с космосом и морскими глубинами, с помощью роботов, а не людей.

Почему именно сейчас? По трем причинам. Во-первых, как уже говорилось, в эру смартфонов дроны стали качественными и недорогими. Например, гироскопы и другие датчики, которые сегодня упакованы в крошечные дешевые чипы в телефоне, всего десяток лет назад стоили $100 тыс. и размерами смахивали на небольшой холодильник.

Во-вторых, качественные и недорогие беспилотники стали доступны рядовому потребителю (готовому заплатить до $1000) с конкретными запросами (аэрофото- и аэровидеосъемка). В результате, чтобы не отстать от рынка, производители должны были упростить использование коптеров («нажми и запусти»). Дронам предстояло стать максимально сложными… чтобы управлять ими было максимально просто.

В-третьих, поскольку менее чем за четыре года после законодательных послаблений небо над США заполонили более миллиона беспилотников (от мини-игрушек до передовых промышленных моделей), понадобилось вмешательство госрегуляторов. Чтобы не тормозить развитие рынка и одновременно обеспечить безопасность полетов, Федеральное управление гражданской авиации приняло законы, позволяющие людям без лицензии пилота или других специальных документов использовать коптеры в коммерческих целях. Новые правила вступили в силу в августе 2016 года. Этот момент можно считать началом эры коммерческого применения дронов.

Расцвет облачной робототехники

До сих пор мы говорили преимущественно о самих дронах: об аппаратуре, стоимости, о том, что они могут делать и что к ним можно прицепить. Но, разрабатывая стратегию, важно думать не столько о беспилотниках, сколько о связанных с ними приложениях. Аппаратура — просто носитель, который надо наполнить смыслом, нагрузить задачами: фотосъемка, сканирование, перемещение объектов, обеспечение коммуникации.

И, конечно, сбор данных. Дроны, прежде всего, — средство для фиксации информации. Их способность накапливать данные, полученные быстро и дешево с уникальной точки (с не очень большой высоты), делает их идеальным инструментом. Любая стратегия должна сосредоточиться на данных. А это означает перенос инноваций в облако.

История современной Кремниевой долины выглядит примерно так.

1. Изобретение ПК.

2. Подключение ПК к локальным сетям.

3. Объединение локальных сетей в глобальный интернет.

4. Беспроводное объединение в глобальный интернет.

5. Распространение по сети ­вычислительных мощностей и данных — от приложений в смартфоне до гигантских кластеров в облаке.

6. Переход интернета от людей к объектам, в том числе движущимся. Увязывание максимального количества вещей в единую сеть.

«Облачная робототехника» — просто комбинация двух последних этапов: роботы подключаются к облаку и вместе с ним «умнеют». Речь идет о любых роботах — не только о квадрокоптерах, но и о машинах-беспилотниках, промышленных, складских и, возможно, домашних роботах. Но сейчас давайте ограничимся дронами.

За последнее десятилетие основное нововведение в индустрии дронов (и, шире, в робототехнике и даже электронике в целом) — подключенность к интернету по умолчанию. В отличие от предыдущих поколений роботов, требовавших специальных систем коммуникации, порождения индустрии смартфонов унаследовали их «подключенную по умолчанию» архитектуру.

Мы уже и забыли, как действовали раньше: сначала надо было собрать данные, потом загрузить их в компьютер, затем проанализировать. Теперь все не так. Данные поступают из источника в устройства и анализируются автоматически и незаметно. Технологии постепенно приближаются к идеалу и начинают выполнять свою основную функцию — просто работать.

Последствия этого сдвига будут фундаментальными. Когда устройства изначально конструируются как подключенные к интернету, происходят следующие перемены.

  1. Устройства со временем становятся лучше, а не хуже. Былые автономные приборы начинали устаревать уже в момент создания, а подключенные устройства зависят больше не от аппаратного, а от программного обеспечения, которое можно обновить, как на смартфоне. Вспомните автомобиль Tesla, который автоматически приобретает новые функции едва ли не каждую неделю. Старые устройства создавали энтропию, а новые ее уничтожают, повышая свою ценность со временем. Разумеется, у «железа» есть срок службы и в конечном итоге даже изначально подключенные устройства устаревают. Но разница в том, что, пока они работают, они неизменно расширяют свои возможности, в то время как автономные устройства постепенно их сужают. В случае с дронами новые возможности, от увеличенной производительности до дополнительных автономных функций, возникают буквально за день благодаря беспроводным обновлениям.
  2. Они обладают «внешним интеллектом». Дроны — часть интернета вещей, но не «глупая», как лампочка, а умная (настолько, что на них даже не вешают модный ярлык «интернет вещей»). Вспомните, например, Amazon Echo: этот цилиндр достаточно разумен, чтобы управлять массивом данных в облаке. Это не просто датчик — это настоящая проекция интернета в физический мир. Так же и дрон: его не нужно программировать, чтобы сканировать территорию по определенной траектории. Он сам делает несколько снимков и загружает их в облако. Там алгоритмы в режиме реального времени анализируют их и предлагают индивидуальный путь сканирования, подходящий для конкретного места, дня, освещенности, расположения теней. Представляете? Не задача определяет данные, а данные определяют задачу!
  3. Они развивают интеллект интернета. Подключенные устройства не только пользуются интеллектуальными ресурсами сети, но и пополняют ее запас информации. Возрождение интереса к искусственному интеллекту связано не столько с совершенствованием вычислительных мощностей и алгоритмов, сколько с увеличением объема доступных данных. Значительная часть этих данных поступает от датчиков, расположенных на подключенных устройствах, — они оцифровывают физический мир: людей и среду их обитания. Так происходит сейчас, так будет и в дальнейшем. В случае с дронами это означает, что они могут не только загружать к себе новейшие трехмерные карты для улучшения навигации, но и выгружать в интернет данные для совершенствования этих карт.

Дело не в крутизне

Истинные возможности дронов раскрываются в промышленном применении. Бизнес никогда не купит беспилотник лишь из-за того, что это модно. Главное, чтобы коптер выполнял работу лучше других устройств. Лишние шаги между средством и результатом — помеха внедрению новой технологии. Идеальный дрон для бизнеса — коробка с красной кнопкой. Нажми на кнопку — получишь результат. Любое более сложное решение — ненужное препятствие, которое необходимо устранить. (Кстати, кнопка, по сути, тоже лишняя.)

Это означает, что коптер должен быть идеально интегрирован с корпоративным ПО — так, чтобы данные автоматически собирались, отправлялись в облако, анализировались и отображались в рабочем виде. Желательно в реальном времени.

Как будет выглядеть такое будущее? Рискуя разочаровать вас, скажу: надеюсь, что будущее у дронов скучное. Как глава компании, производящей беспилотники, я желаю им успеха — но для этого надо перестать считать их прикольными. Успешно не то, что поражает воображение, а то, без чего трудно жить и что превращается в неотъемлемую часть пейзажа. Когда-то электричество казалось волшебством — сегодня это банальность. Тот же путь сейчас проходит интернет. Моя конечная цель — сделать так, чтобы о дроне думали как об очередном агрегате вроде комбайна или генератора: нужном, но обыденном.

Меня вдохновляет опыт моего деда Фреда Хаузера, изобретшего в 1930-х годах автоматическую систему полива (его патенты украшают стены нашего офиса). Возможно, эта система не напоминает вам робота, но это именно робот: сегодня она подключена к сети, собирает данные, работает в автономном режиме — и делает это хорошо. Теперь представьте себе: то же самое будут делать беспилотники, летающие над фермой. По территории расставят ящики: внутри будут квадрокоптеры, снаружи — фотоэлементы для зарядки их батарей. Подобно ирригационной системе, в какой-то момент дроны проснутся, вылетят из ящиков и займутся работой: составлением карт урожая, поиском сорняков или даже опылением растений. Закончив, они сами вернутся в ящики, закроют крышки и заснут до утра. Фермер будет получать на телефон детальный отчет о состоянии урожая: все аспекты — от болезней до влажности почвы — будут тщательно проанализированы с помощью самообучающегося ПО, все проблемы — выявлены, рекомендации — выданы.

Дроны, привычные, как система полива?! Их уже не ассоциируют с оружием и фантастическими фильмами; о них не пишут в газетах. Их подлинное предназначение — стать прозой жизни. Когда их перестанут считать темой, достойной статьи в HBR, я буду считать свое дело сделанным.

Читайте также: «Что умеют дроны» (тест на знание возможностей беспилотных летательных аппаратов)