Представьте себе этот страх. Вода быстро поднимается. Вы в ловушке. Такова была реальность в недавней истории с юго-запада Китая. Мужчина застрял на небольшой крыше, когда поток воды обрушился на него. Ему некуда было идти. Появился сельскохозяйственный дрон.
Оператор, Лай Чжунсинь, не участвовал в спасательной операции. Он просто доставлял припасы другим людям. Но он увидел мужчину. Он направил дрон — аппарат для опрыскивания растений — на крышу. С помощью дрона он осторожно поднял мужчину в безопасное место.
Газета «Нью-Йорк Таймс» упомянула автора поста, и это вызвало бурную онлайн-дебаты. Главный вопрос был прост: доверили бы вы свою жизнь дрону?
Ответы были повсюду. Эта импровизированная спасательная операция заставила людей задуматься. Мы доверяем вертолётам, хотя это очень сложные машины. Мы десятилетиями видели их в фильмах и новостях. Кроме того, внутри есть пилот, что создаёт ощущение безопасности. Дрон ощущается по-другому. Он часто летает сам по себе или с пилотом, находящимся далеко на земле.
Некоторым понравилась идея дронов. Они отметили, что у многих дронов шесть или восемь роторов. Если один двигатель откажет, остальные смогут поддерживать его в воздухе. Этого достаточно. Но другие были очень обеспокоены. Они указали на существенную разницу. У дронов нет «авторотации». Пилот вертолёта может безопасно спланировать на землю, если двигатель откажет. Дрон без питания? Один пользователь сказал, что он «упадёт, как кирпич».
В этом и заключается суть проблемы доверия. Вся эта дискуссия поднимает более серьёзный вопрос о надёжности дронов в критических ситуациях. Механические резервные системы (например, дополнительные роторы) важны. Но новые датчики, такие как радар миллиметрового диапазона (мм-волны), также повышают безопасность дронов. Эта технология незаметно меняет правила игры. Она помогает дронам работать в сложных условиях, например, во время наводнения в рассказе. Нам необходимо разобраться, что такое радар миллиметрового диапазона и почему он так важен для спасательных операций.
Что такое радар миллиметрового диапазона?
Эти дебаты показывают, что нам нужно нечто большее, чем просто механическое резервирование. Нам нужны более умные дроны. И вот тут-то на помощь приходят миллиметровые радары (мм-волны).
Этот тип радара работает в специальном диапазоне частот — от 30 до 300 ГГц. Эти радиоволны очень короткие (от 1 до 10 миллиметров). Именно эта короткая длина волны играет ключевую роль. Она позволяет радару получать очень чёткую картину мира с высоким разрешением. Это не похоже на старые радары с низким разрешением.
И это сильно отличается от камер или систем LiDAR. Представьте себе вождение в густом тумане или под проливным дождём. Ваши глаза (которые, как и камера) не видят. Свет фар просто отражается от капель воды. У LiDAR (использующего лазерные импульсы) та же проблема. Его свет рассеивается, поэтому он не может видеть далеко.
Сигналы миллиметрового диапазона отличаются. Это радиоволны, а не световые. Они проходят сквозь туман, дождь, пыль и дым. Это делает радар идеальным инструментом для спасательных операций. Во время спасательных операций погода почти всегда плохая, а видимость низкая.
Беспилотники используют радар миллиметрового диапазона для решения нескольких ключевых задач. Он помогает им избегать препятствий. Он позволяет измерять точную высоту над землей. Он помогает находить и обнаруживать объекты. Он может обнаруживать небольшие объекты, такие как люди или линии электропередач, на большом расстоянии. Он передает эти данные на бортовой компьютер дрона в режиме реального времени. Это значительно улучшает навигацию дрона и общую безопасность.
Как радар mmWave помогает спасательным операциям с помощью дронов
Нам нужно ещё раз вспомнить о спасении от наводнения в Китае. Этот дрон был создан для сельскохозяйственных работ. Он был разработан для распыления удобрений и транспортировки материалов. Для этих задач уже сейчас нужны хорошие датчики, чтобы безопасно летать над полями и избегать линий электропередач.
Теперь нам нужно погрузить этот дрон в воду. Вода поднимается. Повсюду плавает мусор. Идёт сильный дождь. Дрон с миллиметровым радаром мог бы «видеть» сквозь всё это. Он мог бы найти застрявшего человека гораздо надёжнее, чем простая камера, которая видит только дождь на объективе.
Эта технология имеет большие преимущества для спасательных работ.
Главным преимуществом является его способность работать в любую погоду. Сигналы прорываются сквозь сложные условия и продолжают работать. Спасательная операция не может ждать, пока прояснится погода. Дроны должны летать в самый разгар шторма , в густом дыму лесного пожара или в густом тумане. Радар миллиметрового диапазона позволяет им делать это надёжно, раз за разом. Это также решает проблему «человеческого фактора». Пилот вертолёта в шторм может потерять ориентацию в тумане, но этот радар обеспечивает компьютеру дрона идеальное зрение даже тогда, когда пилот-человек не видит.
Он также добавляет критически важный уровень избыточности датчиков. Участники онлайн-дебатов правы. Дрон может выйти из строя. Миллиметровый диапазон (mmWave) добавляет новый уровень безопасности, который не является механическим; это новые «глаза». Такие продукты, как миллиметровый радар 60–79 ГГц, дают дрону стабильную информацию об окружающем мире. Можно представить себе восьмироторный дрон. Если один двигатель выйдет из строя, он всё равно сможет летать, но может потерять устойчивость и стать слабым. Ему необходимо быстро приземляться. Миллиметровый радар может сканировать местность и находить безопасное, ровное место для посадки, даже если пилот (или камера дрона) его не видит. Он помогает дрону безопасно справиться с отказом.
Радар невероятно точен. Во время наводнения вода полна опасного мусора. Плавают брёвна, обломки домов и всевозможный мусор. Простая камера может воспринимать всё это как просто «хлам». Радар миллиметрового диапазона настолько точен, что его можно «научить» различать эти объекты. Он может классифицировать объекты. Он может обнаружить уникальный след человека и отслеживать его, даже если он частично скрыт мусором. Это жизненно важно. Дрон не просто ищет что-то — он ищет кого-то .
После урагана, подобного «Катрине», дроны с радаром миллиметрового диапазона могли бы сканировать целые кварталы. Они могли бы проверять крыши и деревья в поисках выживших, доставляя помощь или направляя спасательные группы гораздо быстрее, чем раньше.
Ответ на спор о доверии
Это возвращает нас к дискуссии о доверии. Тема онлайн-дискуссии была посвящена физике: вертолёты планируют, дроны падают. В каком-то смысле это правда.
Но радар миллиметрового диапазона меняет весь ход обсуждения. Он меняет цель с выживания в случае отказа на предотвращение его возникновения . Авторотация вертолёта — это реакция на полный отказ двигателя. Это последняя попытка безопасно приземлиться. Дрон с радаром миллиметрового диапазона изначально разработан таким образом, чтобы никогда не попасть в такую ситуацию.
Он видит линию электропередачи в дыму и останавливается. Он чувствует, что земля приближается слишком близко , и корректирует траекторию. Он предоставляет сверхточные данные о высоте и помогает дрону зависать в воздухе абсолютно неподвижно, даже при ветре, пока он поднимает человека. Это снижает риск ошибки пилота или датчика, прежде чем она обернётся катастрофой.
Добавление этого умного датчика к дрону, оснащенному парашютами безопасности или восемью роторами, позволяет получить систему, безопасную во многих отношениях. Один из комментаторов написал: «4 > 1» в пользу роторов. Но усовершенствованный радар плюс несколько роторов — ещё более эффективное решение. Эта технология формирует новый уровень доверия.
Будущее спасательных операций с помощью дронов с радаром миллиметрового диапазона
Спасение в Китае было потрясающим. Но оно демонстрирует потенциал гораздо большего. Этим дроном управлял опытный оператор. Следующий шаг — сделать дроны ещё более автономными.
По мере совершенствования технологий они будут сочетаться с искусственным интеллектом (ИИ). Это следующий большой шаг. Радар станет «глазами», а ИИ — «мозгом».
ИИ будет обрабатывать миллионы точек данных с радара каждую секунду. Он будет самостоятельно принимать взвешенные решения. Например, спасательная команда может сказать дрону: «Найдите всех людей в этой зоне затопления площадью 3 квадратных мили». ИИ будет использовать радар для сканирования всей территории. Он будет распознавать фигуры людей и отображать их точное местоположение. Затем он сможет планировать наиболее безопасный и быстрый маршрут полёта между ними, избегая всех новых препятствий, таких как упавшие деревья и мусор.
Это может сделать дроны такими же надёжными, как и вертолёты. В некоторых погодных условиях, когда вертолёт не может летать, им можно доверять даже больше .
Если вы работаете с дронами или в экстренных службах, эта технология заслуживает внимания. Споры о доверии будут продолжаться. Но ясно одно: эта технология спасает жизни и укрепляет доверие, по одному безопасному полёту за раз.
Что вы думаете? Доверили бы вы спасение дрону с миллиметровым радаром? Поделитесь в комментариях!
Часто задаваемые вопросы (FAQ)
Вот некоторые часто задаваемые вопросы об этой технологии.
В1: Что такое миллиметровый радар и для чего он нужен на дроне? О1: Это датчик, использующий высокочастотные сигналы (30–300 ГГц). В дронах его основная задача — помогать дрону познавать окружающий мир. Он помогает избегать столкновений с объектами, определять точную высоту и находить предметы. Он отлично работает в плохую погоду, например, в дождь или туман, чего не могут сделать камеры и лидары.
В2: Дроны не могут авторотировать. Как радар способствует безопасности? О2: Радар не обеспечивает авторотацию дрону. Это механическая функция. Вместо этого он помогает предотвратить столкновения. Он обеспечивает дрону очень хорошую автономную способность избегать препятствий и помогает ему безопасно зависать и приземляться. Он добавляет уровень сенсорной безопасности, компенсируя механический риск.
В3: Зачем использовать миллиметровый радар вместо камеры во время наводнения? О3: Наводнения и другие стихийные бедствия обычно связаны с плохой погодой. Сильный дождь, густой туман или дым. Камеры и лидары (которые используют свет) перестают работать в таких условиях. Свет блокируется или рассеивается. Сигналы миллиметрового радара — это радиоволны, которые проходят сквозь них. Это позволяет дрону безопасно летать и находить людей, когда камера не видит.
В4: Каково будущее миллиметровых радаров в дронах? О4: Следующим важным шагом станет объединение миллиметровых радаров с искусственным интеллектом (ИИ). ИИ будет использовать данные радара не только для того, чтобы видеть. Он сможет находить и отслеживать объекты (например, отличать человека от дрейфующего бревна). Это поможет дрону самостоятельно принимать взвешенные решения и сделает спасательные операции безопаснее и быстрее.