Пилот не нужен: куда движется российский рынок умной техники

Фото: ru.freepik.com © freepik

Спецпроект «Новые технологии: логистика будущего»

Разработка и производство беспилотной техники в России находится на начальном этапе развития, но уже к 2035 году, по оценкам Минпромторга, внутренний рынок таких устройств достигнет 120 млрд руб. Сейчас только его коммерческий сек тор, по данным «Ростелеком В2Е», растет более чем на 60 процентов в год, и ожидается, что по итогам 2024-го его объем превысит 13 млрд руб.

При этом беспилотные технологии выходят далеко за рамки отдельных устройств и превращаются в скоординированный сервис. Так, к 2030 году по решению властей, во всех регионах России должны появиться базы для дронов. На создание всеобъемлющей системы обеспечения полетов, по оценке Минтранса, потребуется 236 млрд руб. И парки дронов уже используются для таких задач, как реагирование на стихийные бедствия, сельское хозяйство и наблюдение. «Яндекс» в Москве тестирует беспилотное такси, на улицах столицы уже можно встретить роботов-курьеров. Также будет развиваться и городская воздушная мобильность – уже прогнозируют появление воз душного такси, а «Почта России» разрабатывает дроны-почтальоны.

Гонка БПЛА: перспективы и первоочередные задачи

Развитие беспилотной техники и, в частности, беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) в России долгое время тормозилось из-за отсутствия должного уровня просвещения в части того, как эти технологии можно использовать и насколько они эффективны. При этом производства БПЛА в России не зависит от импорта, но и нерешаемых проблем с производством на основе собственных комплектующих тоже нет. Нужно понимать, что использование иностранных комплектующих во многом обусловлено их дешевизной, что в результате делает конечный продукт более конкурентным в ценовом плане. Но все же есть определенные направления, требующие обретения технологического суверенитета, – это как раз касается наиболее сложных элементов БПЛА вроде электродвигателей и микроэлектроники.

Сегодня средняя локализация комплектующих для БПЛА в России составляет около 20 процентов. Производителям до сих пор приходится закупать системы связи, видеопередачи и антенны за рубежом. Но ожидается, что уже в ближайшие годы отрасль достигнет импортонезависимости по этим позициям.

Использование БПЛА, по словам Олега Мансурова, генерального директора аэрокосмического холдинга SR Space, несет в себе ряд экономических выгод. Чаще всего они проявляются за счет выполнения необходимой работы без очного участия профильного специалиста: в целом это происходит при внедрении любой робототехники, созданной в первую очередь для повышения эффективности труда. При использовании беспилотников также растет скорость выполнения задач: например, при мониторинге состояния нефтепроводов, ЛЭП, водных пространств и так далее. На самом деле это лишь часть направлений применения БПЛА. В реальности на рынке уже в ближайшее время откроются новые направления, завязанные на использовании беспилотных устройств.

Если попробовать выразить экономический импакт более конкретно, то можно обратиться к отрасли сельского хозяйства. Отраслевые специалисты просчитали, что использование дронов повышает урожайность полей в среднем на 10 процентов.

Эффективность дронов в наибольшей степени проявляется при проведении работ в труднодоступных районах со сложным рельефом местности. В Китае уже давно обратили внимание на эту особенность использования БПЛА. Опыт страны показывает, что та же доставка грузов весом 5-7 кг на расстояние до 30 км в сельской местности втрое дешевле с использованием беспилотного устройства, чем если это будет делать обычный почтальон.

Сейчас главное препятствие, тормозящее развитие БПЛА в России, – это недостаток компетентной информации о возможностях беспилотных систем у регионального бизнеса и властей. Без нее невозможно сформировать потребность и начать полномасштабное внедрение передовых устройств в повседневные процессы. Впрочем, государственные органы и бизнес активно устраняют административные барьеры и работают над повышением инвестиционной привлекательности этой сферы. Также создаются довольно крупные отраслевые фонды, готовые финансировать проекты по созданию БПЛА и выводить их на рынок. Для дальнейшего развития этой отрасли в России важно смягчить существующие регуляторные запреты и легализовать коммерческие полеты БПЛА на территории страны. Это требует создания полноценной нормативной базы при активном участии профильных специалистов.

Стоит отметить, что сейчас при производстве БПЛА российские компании учитывают климатические условия, а по тому разрабатывают устройства, способные функционировать в сильно отличающихся друг от друга климатических зонах – в этом их существенное преимущество перед многими аналогами. Но вопросы их автономности пока не имеют устойчивого технологического ответа. Хотя это общая проблема для всех стран, развивающих эту отрасль.

Помимо автономности, стоит задача развивать и функциональность отечественной беспилотной техники. Кроме воздушных устройств, существуют и водные, и они практически не представлены в России. Сегодня ведутся работы по созданию систем связи и передачи информации, а также детекции, управления и взаимодействия. И конечно, сейчас при развитии отрасли нельзя обходить стороной технологии ИИ и компьютерного зрения.

Пилотный регион для правового режима гражданских БПЛА

Гражданские беспилотные летательные аппараты (БПЛА) в течение двух-трех лет могут начать использоваться на всей территории России, считают эксперты. Первым регионом, где будет внедряться новый экспериментальный правовой режим (ЭПР) для гражданской беспилотной авиации, станет Сахалинская область.

Этот режим позволит отработать российские технологии связи и навигации на основе госинформсистемы «ЭРА-ГЛОНАСС».

Оператор госинформсисте мы готовится подать заявку до октября 2024 года, а запуск ЭПР ожидается в 2025 году. Это решение позволит увеличить географию полетов беспилотников с текущих двух процентов до 30 процентов страны уже в следующем году. А в дальнейшем цифра увеличится до 100 процентов всей территории России за счет использования отечественных спутниковых каналов связи.

При этом отмечено, что опыт отработки новых технологий в Сахалинской области станет образцом для других регионов. Экспериментальный правовой режим позволит быстрее развивать технологии гибридной связи и тестировать навигационно связные решения для беспилотной авиации.

На проектно-образовательном интенсиве «Архипелаг-2024» на Сахалине был успешно протестирован новый элемент гибридной сети связи на основе «ЭРА-ГЛОНАСС». Эта система сделает полеты дронов более прозрачными и контролируемыми для надзорных органов.

Умные трамваи придут в российские столицы

В июле 2024 года председатель Правительства РФ Михаил Мишустин подписал постановление об установлении экспериментального правового режима (ЭПР) по эксплуатации беспилотных трамваев на территории Санкт-Петербурга и Москвы.

Экспериментом, в частности, предусматриваются эксплуатация беспилотных трамваев в городской среде, специальные программы под готовки водителей-испытателей и операторов, регулярное техническое обслуживание, диагностика в режиме реального времени, различные меры по обеспечению безопасности движения.

Срок действия ЭПР – три года, он устанавливается на территории Санкт-Петербурга. При этом в рамках первого этапа эксперимента общий пробег трамваев должен составить не менее 3 тыс. км или 150 часов эксплуатации. Далее мониторинг движения транспортного средства будет осуществляться оператором, а трамвай — перевозить пассажиров полностью автономно. Благодаря ЭПР будет выработана новая нормативная правовая модель регулирования беспилотного городского транспорта. Эксперимент по эксплуатации беспилотного транспорта в Петербурге и Москве стал первым в сфере городского общественного транспорта.

Основная задача внедрения трамвая без водителя — повышение безопасности пассажирских перевозок, в том числе для маломобильных категорий граждан, считает директор трамвайно-троллейбусного предприятия Санкт-Петербурга Денис Минкин.

Совместно с российской компанией — ведущим мировым разработчиком систем искусственного интеллекта для беспилотных транспортных средств, в Северной столице технологии беспилотного трамвая внедрены с 2022 года.

«Сегодня уже порядка 250 единиц трамвайных вагонов, работающих на линии, оснащены системой активной безопасности и помощи водителю на основе искусственного интеллекта. Полученный положительный опыт позволяет переходить на новый этап испытаний в более сложных дорожных условиях, который будет проводиться в рамках установленного экспериментального правового режима», — отметил Денис Минкин.

На данный момент ежедневно умные трамваи перевозят в Петербурге более 60 тысяч человек. «Искусственный интеллект (ИИ) анализирует ситуацию на дороге, и, в случае если водитель не видит опасность, ИИ предупреждает его и при отсутствии реакции берет управление на себя. За два года эксплуатации системы не отмечено ни одного серьезного ДТП с ее участием. Движение стало более плавным. По отдельным показателям безопасность движения умных трамваев в городе выросла более, чем 60 раз. Не отмечено ни одного случая схода с рельсов. Более того, возможность контроля скоростного режима трамвая позволяет более бережно сохранять рельсовую инфраструктуру, минимизировать число инцидентов с «биением» стрелок, повреждением крестовин и кривых участков полотна. Этот фактор, по мнению экспертов, на 30-40 процентов позволит продлить срок жизни инфраструктуры и вагонов и до 15 процентов сэкономить бюджетные средства на ремонт», — говорит ведущий разработчик компании Геннадий Савицкий.

Это первый в мире проект промышленного использования системы автопилотирования городским трамваем на основе ИИ в обычных городских условиях, причем не требующий какой-либо дополнительной инфраструктуры, добавили в компании.

Высочайшие возможности автопилота по обеспечению безопасности движения были подтверждены в июне 2024 года, когда в Петербурге состоялось соревнование между полностью беспилотным трамваем без человека на водительском месте с автопилотом на основе искусственного интеллекта, разработанного компанией, и 18 сильнейшими водителями трамваев города Петербурга, прошедших специальный отборочный тур по уровню профессионального мастерства для состязания с роботом. По его итогам робот трамвай вошел в топ-5 асов водительского мастерства, что означает, что ИИ управляет трамваем на уровне самых лучших водителей города на Неве.

Для сравнения качества управления трамваем между человеком и ИИ была подготовлена специальная трасса протяженностью 400 метров с набором различных препятствий: запланированная остановка, зона ограничения скорости, стрелка, светофор, внезапное появление человека и т. д. В качестве критериев качества прохождения маршрута организаторами были определены: время проезда, наличие нарушений скоростного режима (превышение заданной скорости на данном отрезке пути), точность остановки перед препятствиями, плавность хода (для ее контроля в вагоне была установлена емкость, наполненная водой) и другие показатели. Для каждого из участников конкурса и ИИ было предусмотрено два заезда с различным набором препятствий.

Эксперты и члены жюри отметили, что человек в этом соревновании имел очевидную фору, поскольку водите ли участвовали свежими и неутомленными, тогда как в реальности на качестве управления сказываются усталость водителя и другие факторы. Ожидается, что полностью беспилотные трамваи в Петербурге появятся к 2026–2027 годам.

Москва в ожидании беспилотного трамвая

Правительство России во главе с премьер-министром Михаилом Мишустиным утвердило экспериментальный правовой режим, позволяющий выпускать на маршрут беспилотные трамваи. Инициатором новации выступил Московский метрополитен. Полигоном для тестирования новой технологии станет российская столица: об этапах ее внедрения рассказал заммэра в Правительстве Москвы по вопросам транспорта Максим Ликсутов.

«По поручению мэра Москвы Сергея Собянина уже в сентябре этого года начнем тестовые поездки с пассажирами. Машина сама будет управлять движением, а водитель – страховать ее действия», — рассказал вице-мэр. Перевод из экспериментального режима в полноценную практику по плану произойдет до конца 2025 года, добавил он.

Тестовые испытания беспилотного трамвая начались весной 2024 года, к концу мая он проехал уже сотни километров по маршруту № 10 между районами Щукино и Строгино.

Инициативу Московского метрополитена обработали и оформили в Минэкономразвития России. Как отметил замглавы ведомства Максим Колесников, столица первой в стране использовала инструмент экспериментального правового режима для внедрения беспилотных технологий на транспорте.

«Ключевое условие, которое мы ставим перед участниками, — это безопасность проведения эксперимента, — рассказал Колесников. — Поэтому выход беспилотных трамваев на маршрут на первом этапе будет обязательно сопровождаться водителем».

Беспилотные грузоперевозки — будущее логистики

С 2023 года началась эксплуатация беспилотного грузового транспорта по федеральной трассе М-11 «Нева». Это стало первым этапом проекта «Беспилотные логистические коридоры», который является частью стратегических инициатив Минтранса России, разработанных по поручению Президента России Владимира Путина и Правительства РФ по подготовке Стратегии цифровой трансформации транспортной отрасли.

Движение высокоавтоматизированных транспортных средств на трассе М-11 запущено в рамках экспериментально-правового режима для беспилотного грузового автотранспорта. Это позволит провести исследовательские испытания автомобилей-роботов на дорогах общего пользования, отработать алгоритмы, выстроить грузопотоки, с учетом особенностей их эксплуатации. На текущем этапе эксперимента, несмотря на автономное управление, пока что в кабине автомобилей еще находится водитель испытатель, который должен контролировать безопасность поездки.

Сейчас в масштабном проекте заняты сразу несколько российских разработчиков беспилотного грузового транспорта, крупнейших технологических компаний и перевозчиков. В одной из компаний-производителей беспилотного транс порта рассказали, что задача всей транспортной отрасли сегодня, состоит в поэтапной автоматизации во всех сферах с целью создания безопасной и комфортной городской среды.

«Беспилотный автомобиль может обеспечить более высокий уровень безопасности пассажирам, поскольку при управлении им исключен человеческий фактор. Широкое распространение беспилотных автомобилей в будущем сократит количество ДТП, а также сэкономит время, которое люди ежедневно тратят на вождение. Что касается беспилотных грузоперевозок, то здесь также важна экономическая составляющая. В сфере грузоперевозок сегодня наблюдается нехватка профессиональных водителей. Поэтому автоматизация этого процесса особенно актуальна для России. Беспилотные магистральные перевозки должны решить главную задачу — это экономичную и безопасную перевозку грузов» — говорит руководитель отдела разработок компании-разработчика беспилотного грузового транс порта Илья Никифоров.

Рассказывая о беспилотном тягаче, который сейчас совершает еженедельные грузоперевозки по трассе М-11 «Нева» из Санкт–Петербурга в Москву в беспилотном режиме, в компании подчеркивают, что команда инженеров-разработчиков создает универсальную платформу, которая позволяет интегрировать элементы бес пилотного автомобиля практически в любое современное транспортное средство в любом количестве.

Сейчас команда инженеров и программистов занимается задачами специфичными для движения по высокоскоростной трассе, такими как дальняя детекция, позиционирование при нестабильном потоке поправок RTK (Real Time Kinematic, кинематика реального времени), в условиях отсутствия артефактов лидарного облака, автоматическое построение протяженных трасс с минимальным участи ем человека и т.д. Идет работа по улучшению алгоритмов, шаг за шагом повышается безопасность, проверяются новые алгоритмы. В 2024 году специалисты компании разработали и внедрили автоматизированную систему омывания и очистки датчиков, так как в суровых погодных условиях камеры и лидары при проезде по трассе быстро загрязняются и требуют постоянной очистки.

Петербургские беспилотные инновации

В прошлом году разработана Программа развития беспилотной авиации в Санкт-Петербурге до 2030 года. За последние годы Петербург стал центром развития индустрии беспилотного транспорта. Так, по словам вице-губернатора Санкт-Петербурга Станислава Казарина, именно здесь сконцентрирована треть всех компаний страны, занимающихся разработкой и производством беспилотных авиационных систем (БАС). Но еще раньше в городе сформировался кластер предприятий, которые производят транспортные беспилотные системы любых типов, разрабатывают техно логии и ключевые элементы автономных систем, в том числе и с привлечением ведущих научных центров Санкт Петербурга, а также обучают специалистов. В новых условиях они получили дополнительный стимул к развитию.

Так, в июле 2022 года в разработке системы видеонаблюдения для подводных беспилотных аппаратов для крупнейшей российской госкорпорации принимал участие НИИ телевидения, расположенный в Петербурге. Комплекс предназначен для мониторинга акватории, а также подводных трубопроводов и объектов буровых платформ. Он оснащен монохромной видеокамерой с углом зрения 52 градуса и разрешением 2048 х 1536 пикселей, мощным светильником и блоком управления. Комплекс может вести съемку объектов на удалении от двух до пяти метров на протяжении 50 часов и на глубинах до 3 км. Специальное программное обеспечение позволяет добиться четкого изображения вне зависимости от скорости аппарата. Опытные образцы аппаратуры уже прошли испытания.

В ноябре прошлого года другая многопрофильная российская ИТ-компания провела в акватории Невы, на собственной верфи, первые в России успешные испытания речного электросудна без управления капитаном. Автономное электросудно прошло по заданной траектории и осуществило маневры разворота. Для этого использовались адаптированное ПО и специальное оборудование. Данные анализа окружающей обстановки передавались в системы принятия решений, маневрирования и контроля за состоянием судна. Ядром этих систем является автономная навигационная система, которая прокладывает маршрут и принимает решение об изменении траектории движения. Система компьютерного зрения оценивает обстановку с обзором 360 градусов на расстоянии до 10 морских миль и идентифицирует обнаруженные объекты, наносит их на электронную карту, а также позволяет контролировать ситуацию дистанционному оператору, который в случае необходимости может вмешаться в управление.

По словам президента компании Николая Пожидаева, изначально технология пред назначалась для моря и при меняется на двух паромах, соединяющих Ленинградскую и Калининградскую области, а теперь первые испытания технологии прошли на собственном электросудне на реке, где условия гораздо сложнее, чем на море: нужно быстрее реагировать, больше препятствий, интенсивный трафик и плотность движения.

В июне 2024 года первую в России партию гражданских беспилотников — аэрофотосъемочных комплексов, выполненных в рамках нацпроекта «Беспилотные авиационные системы», которые также были произведены на ведущем в отрасли предприятии Петербурга, передали заказчику. Всего 23 легких квадрокоптера и два БАС самолетного типа, которые предназначены для комплексного обследования территории, по лучения высокоточных ортофотопланов и пространственных 3D-моделей. Построение 3D-моделей зданий на основе таких планов позволяют точно определять их пространственное положение, этажность и высотность, вычислять площадь земельного участка, вы являть самозахваты земель и нерационально используемые земельные участки и определять координаты характерных точек участков, выявлять и исправлять реестровые ошибки.

В июле 2024 несколько других компаний-разработчиков и производителей из Санкт Петербурга провели совместный эксперимент управления беспилотным воздушным судном через спутник. Были успешно переданы данные о местоположении и телеметрические данные беспилотника в ЦОД спутниковой системы, а также отправлена команда через спутник о принудительном возвращении беспилотного воздушного судна (БВС) на место запуска. Всего выполнено 6 полетов, получено 218 информационных сообщений с телеметрией беспилотника. Решение востребовано для обеспечения возможности отслеживать местоположение БВС там, где отсутствуют другие каналы связи. Подобная технология была реализована в России впервые.

Ученые Санкт-Петербургского государственного университета аэрокосмического приборостроения (ГУАП) в июле 2024 года разработали инновационную конструкцию БПЛА, не имеющую аналогов на рынке, которая позволяет складывать летательный аппарат без необходимости разбирать его, что упростит его хранение и транспортировку.

В то же время «Технопарк Санкт-Петербурга» получил статус научно-производственного центра (НПЦ) испытаний и компетенций в области развития беспилотных авиационных систем. Центр будет специализироваться на раз витии стартапов, проведении комплексных разработок, ре инжиниринге, а также на подготовке квалифицированных кадров. Сегодня многие резиденты и партнеры технопарка работают в сфере БАС.

Кроме производства, Петербург активно вкладывает в развитие человеческого ресурса, так в Петербурге появится центр обучения специалистов по беспилотному транспорту. Компания, которая занимается разработкой и производством беспилотных авиационных систем, объявила, что в 2024 году откроет в Петербурге корпоративную образовательную площадку для подготовки специалистов по эксплуатации БАС. Общая продолжительность курса обучения составляет 144 часа. Программа включает теоретическую, наземную, летную подготовки и аттестационные мероприятия. Слушатели могут изучить теоретический курс дистанционно, а затем пройти практические занятия и сдать квалификационный экзамен в учебном центре.