Лазеры Поднебесной научили бесконтактно подзаряжать дроны
Китайские ученые совершили революцию в авиации. Они изобрели дроны, которые могут держаться в воздухе бесконечно долго без дозаправки топливом. Вернее, топливо им вообще не нужно — беспилотники работают на энергии «умного» лазерного луча, которому не страшны ненастье и перебои.
Нейросеть мгновенно подзарядит эскадрилью дронов
Военные много лет мечтали «приручить» лазеры, чтобы уничтожать летящие дроны. Для этого создают высокомощные лазерные установки ПВО. Прототип такой боевой системы сами китайцы представили на международном авиасалоне в Чжухае в прошлом ноябре.
Только, оказывается, китайские ученые придумали и прямо противоположное применение для лазеров — поддерживать беспилотники в полете. Такую технологию изобрела исследовательская группа из Северо-Западного политехнического университета (NPU) во главе с профессором Ли Сюэлунем.
Беспилотники будущего будут оснащены модулями фотоэлектрического преобразования, которые преобразует световую энергию в электричество. Высокоэнергетический лазерный луч сможет дистанционно «заряжать» летящий дрон. Управлять передачей и обработкой лазерного излучения с земли будет нейросеть. Главная сложность — чтобы лазер не «терял» быстро летящий дрон, в зависимости от изменений освещения.
Эксперименты проводила команда из Школы искусственного интеллекта, оптики и электроники Северо-Западного политехнического университета. Ученые доказали, что у дронов с оптическим приводом — почти неограниченный потенциал выносливости. То есть в небе они могут находиться бесконечно долго.
Попутно профессор Ли решил и еще одну научную проблему. Мощность лазерного излучения на дальних расстояниях снижается. Ученые же создали технологию так называемого «адаптивного формирования луча» — при этом искусственный интеллект автономно регулирует работу излучателя. Из-за этого лазерная мощность не снижается, в зависимости от турбулентности воздуха и изменений плотности в атмосфере.
Причем в эту систему также был добавлен алгоритм защиты: мощность лазера автоматически снижается до безопасного диапазона при обнаружении препятствия на пути. Предположим: между лазером и дроном пролетает птица или самолет — и чтобы их не испепелило, излучатель мгновенно выключается.
Если такие лазерные ПВО возьмут к себе военные, то алгоритм защиты отключат. И сверхмощный лазерный луч можно будет посылать в небо на несколько километров, чтобы сбивать спутники.
Солнечные и лазерные «псевдоспутники» разыщут туристов и доставят грузы
Военные, конечно, очень заинтересованы в создании «вечных» дронов. Автономная беспроводная зарядка «земля-воздух» — это огромный прорыв, который сделал бы китайскую беспилотную армию мощнейшей в мире. Причем лазеры могут заряжать не только одиночные дроны, но и их кластеры — или так называемые «рои». Тактику «роевой» атаки дронами еще в сентябре 2020 года продемонстрировала China Electronics Technology Group Corporation.
Впрочем, китайские ученые пока не хотят делиться своими технологиями с военными. И подчеркивают, что их ноу-хау — сугубо мирные.
— Непрерывный полет дронов очень важен в некоторых трудоемких миссиях, таких как поиск туристов, оказавшихся в ловушке во время внезапных наводнений. На дозарядках дронов мы сэкономим драгоценное время спасения, — говорится в научной статье. — «Вечные» дроны с оптическим приводом также могут выполнять важные социальные миссии: это контроль дорожного движения, патрулирование местности, бесконтактная логистика.
Китай — мировой лидер в производстве дронов. Ученые пытаются создать разные типы «вечных» беспилотников. Они могут работать не только на лазерах с земли, но и от энергии солнца.
Первый такой дрон Morning Star 50 совершил экспериментальный полет еще в сентябре. Гигантский беспилотник с размахом крыльев 50 метров вылетел из аэропорта в провинции Шэньси и приземлился 26 минут спустя. Дрон, который из-за огромных размеров и автономности прозвали «псевдоспутником», можно применять в самых разных отраслях — от аэрофотосъемки до мониторинга лесных пожаров.
Над Пекином скоро взойдет «Искусственная луна»
Прорыв китайских энергетиков — это прямой путь к скорому созданию новых видов летательных аппаратов. Сначала это будут «низковысотные спутники», а затем — более крупные «искусственных лун».
Большие беспилотники со временем могут быть преобразованы в воздушные автобусы, которые свяжут крупнейшие китайские города. Правда, потрудиться придется еще немало. Пока что созданные китайцами «вечные» дроны могут держаться в воздухе лишь 20−30 минут. Чтобы они парили неделями и месяцами, нужно совершенствовать технологии передачи энергии.
Также нужно «обучить» нейросети, которые будут с земли управлять зарядкой дронов. Сейчас корпорации во всем мире инвестируют именно в это направление. Рынок «обучения» беспилотников в этом году достигнет $265 млн, а еще через десятилетие вырастет до $1,1 млрд. Причем все чаще управлять дронами будут не живые люди, а нейросети. Ведь растет и количество отраслей, где нужны беспилотники.
Скажем, рынок беспилотного управления дорожным трафиком, по оценкам маркетинговой компании Fact. MR, в ближайшее десятилетие вырастет почти в 5 раз (до $5,7 млрд). В 5 раз вырастет объем услуг по обследованию дронами промышленных объектов ($3 млрд). Ну а для обработки полей дроны будут привлекать через десятилетие почти в десять раз чаще, чем сейчас (рынок оценивают в $2 млрд).
И для всех этих беспилотников нужны надежные и долговечные системы зарядки — те, которые и придумали китайцы.
