Специалисты Самарского университета им. Королева разработают отраслевой стандарт для беспилотной авиации

В 2023 году Самарский университет им. Королева приступил к созданию единой экосистемы безопасности для отечественных беспилотных авиационных систем (БАС), которая будет первой в России.

Проект реализуется совместно с компанией-разработчиком беспилотных авиационных систем "Транспорт будущего".

"Разрабатываемая нами на основе искусственного интеллекта (ИИ) система позволит сделать эксплуатацию беспилотников безопасной и сведет к минимуму число нештатных ситуаций. Помимо этого, такая система создаст отраслевой стандарт для всей беспилотной авиации", – подчеркнул разработчик системы – Артем Никоноров, директор Института искусственного интеллекта и руководитель центра "Интеллектуальная мобильность многофункциональных беспилотных авиационных систем" Самарского университета им. Королева.

По его словам, использование беспилотников в экономике и промышленности с каждым годом только растет. И когда в воздушном пространстве будут одновременно находиться десятки тысяч дронов, проблема обеспечения безопасности их движения и эксплуатации при взлете и посадке станет крайне актуальной. Для ее решения понадобится искусственный интеллект, который, как цифровой помощник или диспетчер, будет контролировать взаимодействие дронов с человеком и друг с другом, для того чтобы избежать случайного ущерба или столкновений.

В перспективе такой искусственный интеллект можно будет масштабировать на множество различных процессов в области безопасности БАС. Кроме того, для беспилотников будут разработаны так называемые фреймворки (наборы предобученных моделей, методов и инструментов ИИ) – готовые решения, требующие лишь точечной донастройки для применения в реальных условиях: от "умного" сельского хозяйства до мониторинга объектов.

"Главное требование для появления и развития беспилотной авиационной отрасли – это максимально безопасная для человека и окружающей его среды работа дрона, для важной инфраструктуры. Поэтому подобная интеллектуальная система, обеспечивающая безопасность полетов БПЛА, несомненно, даст толчок к созданию отрасли беспилотной авиации в нашей стране и в мире", – подчеркнул Артем Никоноров.

Самарский университет им. Королева также является Центром развития компетенций в области беспилотных авиационных систем (ЦРК БАС). На базе данного подразделения организовано серийное производство малоразмерных беспилотников самолетного типа. Здесь же занимаются подготовкой профильных специалистов – от обучения управлению и эксплуатации беспилотников до вопросов проектирования, производства и ремонта БПЛА. В центре также можно пройти повышение квалификации в данной сфере.

"Уникальность Центра развития компетенций в области беспилотных авиационных систем, созданного на базе университета, по сравнению с другими подобными структурами в России – большая мультисегментность направлений обучения и больший охват аудитории. Здесь обучаются школьники, студенты колледжей и вузов, преподаватели, специалисты предприятий и организаций. В других регионах подобная образовательная деятельность ведется в основном по целевому набору", – пояснил директор Центра беспилотных систем университета Давид Овакимян.

Готовят профессионалов

В 2023 году в рамках Передовой инженерной аэрокосмической школы Самарского университета им. Королева был внедрен новый образовательный модуль – "Системный инжиниринг беспилотных авиационных систем". Слушатели курса – студенты разных направлений подготовки университета – получают знания в конструировании беспилотников с использованием современных материалов и технологий изготовления. Интерактивное пространство, в котором проходят занятия, оснащено учебными комплексами пилотирования и обслуживания БАС, а также специализированным электронным оборудованием для проектирования и анализа электронных элементов бортового оборудования БАС, современными компьютерами, комплексом дополненной реальности, 3D-принтерами.

Также в университете создан учебно-тренировочный комплекс для пилотов БПЛА, объединяющий в себе виртуальную реальность и реальный дрон. Комплекс позволяет в сжатые сроки обучать безопасному управлению беспилотными воздушными судами вертикального взлета.

Мал, да удал

При участии ученых Самарского университета им. Королева в регионе тестируется инновационный двигатель, который откроет новую эру для беспилотной авиации. В настоящее время опытный образец МГТД-22 проходит цикл стендовых испытаний на базе Инжинирингового центра Самарского университета. Главная цель разработки МГТД-22 "Колибри" – создать принципиально новый класс малогабаритных газотурбинных двигателей для сверхлегких беспилотных летательных аппаратов.

Как подчеркнул руководитель Инжинирингового центра Иван Зубрилин, этот крохотный мотор способен коренным образом трансформировать летные характеристики небольших, но очень быстрых и грузоподъемных беспилотников. Эксперт считает, что по своим удельным характеристикам (отношение тяги к весу и габаритам) этот двигатель превосходит все существующие аналоги и позволит вывести возможности БПЛА на качественно иной уровень. В частности, беспилотник с двигателем МГТД-22 при взлетном весе 45 кг способен развивать скорость свыше 800 км/ч и подниматься на высоту до 9 км. После завершения испытаний и наладки серийного производства новый двигатель будет широко применяться в перспективных беспилотных авиационных комплексах различного назначения. Это позволит создавать скоростные многоцелевые БПЛА нового поколения для решения задач мониторинга, разведки, ретрансляции сигналов и других задач. Сегодня в высокой степени проработки находятся двигатели с тягой 80 и 500 Н, которые увидят свет уже в этом году.

Владимир Богатырев, ректор Самарского университета им. Королева

"Наши исследования востребованы в разных сферах экономики – это сельское хозяйство, охрана окружающей среды, оценка состояния сооружений и инфраструктурных объектов, транспортные перевозки. За прошедшие годы мы реализовали несколько междисциплинарных проектов, предусматривающих создание беспилотных летательных аппаратов, гиперспектрометров, создание и обучение нейросетей для анализа полученных изображений. И имеем вполне конкретные планы вплоть до 2030 года. Удалось наладить сотрудничество сразу с несколькими индустриальными партнерами, один из которых – компания "Транспорт будущего", открывшая массовое производство БПЛА в ОЭЗ в Тольятти, примет участие в создании первой в России экосистемы безопасности БПЛА".

Артем Никоноров, директор Института искусственного интеллекта Самарского университета им. Королева

"Наша "айтишная" задача – создать "мозг" для эффективной и безопасной работы беспилотников. Ведь если самолетов в стране сейчас летает несколько сотен, то дронов и беспилотников, если мы говорим о целой отрасли, появятся тысячи. И их нужно будет контролировать: понадобится особая экосистема, способная проверять коды беспилотников так же строго, как и коды авиалайнеров. Нужно будет создать планировщик миссий для протяженной инфраструктуры, а также контролировать производство и эксплуатацию дронов. Все это необходимо для того, чтобы аграрий, к примеру, дал команду дрону: облети вот это поле и скажи мне, сколько удобрений нужно внести. И машина должна его слушаться. При этом дрон не должен залететь в чужой воздушный коридор. А для этого такая задача должна уйти на полетный контроллер, то есть на "мозги" коптера"

Давид Овакимян, директор Центра беспилотных систем Самарского университета им. Королева

"Беспилотные авиационные системы способствуют эффективному и инновационному развитию самых разных отраслей. Многочисленные исследования показывают, что использование беспилотных летательных аппаратов для решения задач, например, в сельском хозяйстве эффективно с точки зрения финансовой выгоды для сельхозкомпаний. Это развивающийся рынок, где будут применяться инновационные решения. Самарская область является одним из лидеров в сфере беспилотных авиационных систем. Наш регион выделяется своим научным потенциалом в сфере авиации на фоне не только ПФО, но и всей страны. Здесь введен экспериментальный правовой режим, в основе которого лежит идея создания логистических коридоров для беспилотников. Это помогает привлекать в регион крупных инвесторов, вокруг которых формируется кластер. Самарский университет им. Королева как научный центр будет помогать индустриальным партнерам в реализации амбициозных проектов".

Источник: Самарское обозрение