skydance.ai — искусственный интеллект и компьютерное зрение для решения задач логистики и мониторинга

Дроны и беспилотники уже несколько лет беспрестанно у всех на слуху. Просто ли это необоснованная популярность и хайп, или мы правда стоим на пороге больших изменений в сферах доставки товаров, мониторинга объектов и автоматизации процессов бизнеса?

В этой статье мы постараемся простым и понятным языком объяснить, как устроена экосистема skydance.ai и почему наши технологии важны для развития всей отрасли беспилотных роботизированных систем на основе искусственного интеллекта.

Коммерческие компании, которые занимаются доставкой дронами, можно разделить на поставщиков услуг и внутренние бизнес-услуги. Первые предлагают свои услуги другим, а вторые улучшают работу самих дронов. Среди самых известных поставщиков услуг – «Wing», «Zipline», «Flytrex», «Flirtey», «Matternet», «Volans-i» и «Antworks». Продукты skydance.ai можно причислить как к первой, так и ко второй группе.

skydance.ai состоит из следующих компонентов:

• Indoor (индор) — это дроны небольшого размера и их ПО. Они могут автономно работать в отсутствии стандартных систем позиционирования типа GPS\ГЛОНАСС;
• Outdoor (аутдор) — это взаимосвязанная система, состоящая из дрона(ов) и рабочей станции, на которой планируется полет. В планирование полета входят: уточнение траектории, передача данных от конечного пользователя на сервер и на рабочую станцию. Также компонентами системы являются зарядная станция, пользовательское приложение для заказа доставки, а также простейшее клиентское приложение для передачи адреса доставки на дрон.

Отслеживание любых объектов автоматизированными системами называется термином surveillance. Он может вестись как в аутдоре (например, обследование труднодоступных или масштабных объектов строительства или инспектирование инфраструктуры в энергетике), так и в индоре (например, инвентаризация склада).

С весны 2019 года, skydance.ai сотрудничает с iFarm. Это агротех компания, которая разрабатывает систему управления вертикальными фермами, чтобы получать качественный урожай в прогнозируемые сроки и максимально снижать себестоимость продукции. Помогаем автоматизировать бизнес-процессы производства: разработали и продолжаем совершенствовать целостную ИТ-инфраструктуру с целью упростить мониторинг посадок на вертикальных фермах, следить за состоянием растений, временем полива, изменением влажности и температуры и множество других задач. Подробнее о вертикальных фермах iFarm и о наших дронах вы можете узнать в данном видеообзоре.

Сейчас мы работаем над системой позиционирования внутри помещений.Есть несколько стандартных путей решения задачи:

• Ультразвуковые или радиовещательные датчики с картой их монтажа. Дрон отслеживает текущую силу сигнала и соотносит с частотой и силой сигнала датчиков на карте помещения — наподобие GPS в замкнутом пространстве; этот процесс называется триангуляция.

• Маркерное позиционирование в сочетании с технологией отслеживания перемещений («optic flow»). Мы выбрали его в качестве первого прототипа. Для этого не требуется устанавливать дополнительное оборудование, а только расклеить маркеры в контрольных точках карты перемещения дрона.

Мы провели удачные тесты, которые показали достойную точность позиционирования с погрешностью 5-10 см для шестимоторной конфигурации (гексакоптер). Сделали выводы, что конструкция коптера слишком большая и недостаточно мобильная, и переделали её на классическую модель универсальной конструкции с четырьмя двигателями (квадрокоптер). Вместе с конструкторскими изменениями это увеличило точность позиционирования до уровня, который позволяет действовать в ограниченном пространстве.

Дрон состоит из:

• карбоновой рамы,
• полетного контроллера,
• моторов,
• контроллера оборотов моторов,
• пропеллеров,
• батареи.

Также есть навесное оборудование, которое включает в себя лидары (определяют расстояние до препятствия в заданном направлении), сенсор optic flow (фиксирует положение в пространстве по кадру), датчики тока и остатка заряда батареи.

Полеты дронов проходят на промышленном салатном производстве вдоль вертикальных ферм ряд за рядом, на разной высоте. Навигация осуществляется по маркерам при помощи несколько микрокомпьютеров (Raspberry PI или Nvidia Xavier), которые работают в паре с набором камер, смотрящих в разных направлениях. На них выполняется код, который обрабатывает изображение с камер и формирует управляющие сигналы для полетного контроллера. На таких микрокомпьютерах как раз и отлаживаются алгоритмы, нейронные сети и другой необходимый прикладной код.

Данные с дронов незамедлительно обрабатываются искусственным интеллектом. Обученные модели нейронных сетей по снимку определяют вес растения, выявляют отклонения в графике роста на ранних стадиях и классифицируют заболевания. Все это существенно сокращает трудозатраты персонала ферм и помогает iFarm непрерывно улучшать рецептуры выращивания.

Сейчас мы продолжаем совершенствовать конфигурацию и подход к решению задач.

Что до ситуации в отрасли беспилотников в агротехе в целом, дроны могут помочь отслеживать практически все, включая использование воды, здоровье сельскохозяйственных культур, тепловые сигнатуры и состояние почвы. Дорогостоящие наблюдения с воздуха, которые раньше можно было делать только изредка с помощью самолетов, теперь можно выполнять еженедельно или даже ежедневно с помощью беспилотных летательных аппаратов, которые стоят всего сотни долларов. Например, Agrofly производит агрокоптер-опрыскиватель для обработки сельскохозяйственных культур.

Использование дронов в открытом пространстве тоже перспективно. Особенно это стало понятно во время пандемии, когда стали востребованы бесконтактные решения. Например, доставка грузов по воздуху на небольшие расстояния (до 15 км). Как может быть реализовано подобное решение?

Давайте смоделируем жизненную ситуацию и представим, что вам необходимо купить свежих ягод и зелени. Вы находитесь у себя дома. Супермаркеты, конечно, находятся в шаговой доступности, но вам хочется качественный и свежий продукт, только-только с грядки, сорванный по вашему заказу. Вы открываете приложение от skydance.ai, выбираете соответствующую категорию, вид, количество продукта, а также указываете адрес вашего дома, и нажимаете "Заказать".

Вот так просто? Не совсем. Что в этот момент происходит с дроном, который вам доставит ваши продукты? Кто их соберет, погрузит на дрон и отправит к вам? Рассказываем!

Информация о заказе, оформленном в приложении, отправляется на сервер и затем перенаправляется на ферму, наиболее близко расположенную к вашему дому, и там берется в работу. Работник фермы сразу увидит только что созданный вами заказ и начнет его собирать — выбирать самую спелую клубнику, самую зеленую рукколу и самый свежий салат.

Также работник фермы увидит уровень заряда имеющихся в наличии дронов для доставки - и выберет из списка наиболее подходящий.

После погрузки ваших продуктов в специальную емкость в грузовом дроне он сразу же отправится в путь.

Преимущества данного решения:

• возможность доставки в труднодоступные места (например, частные дома за городом, у которых поблизости нет супермаркетов);
• сокращение расходов на “последнюю милю” и доставку курьером до двери;
• скорость доставки быстрее всех других альтернативных вариантов.

Но на данный момент есть и трудности, некоторые из них неразрешимы в ближайшем году:

• отсутствие нормативно-правового регулирования полетов коммерческих дронов в РФ;
• возможность дрона лететь по маршруту без подзарядки не более часа. Нужны наземные станции, где летательному аппарату автоматически подзарядят аккумулятор, либо заменят на новый. Подобные пункты - дронопорты - уже существуют, однако вкладываться в строительство такой инфраструктуры хотят далеко не все игроки рынка. В том числе, из-за недостатка госрегулирования полетов БПЛА.

Мы в skydance.ai считаем, что рынок беспилотных летательных аппаратов на базе ИИ сейчас находится в стадии роста. На сегодняшний день на российском рынке большинство компаний производят военные дроны. Производителей потребительских и коммерческих дронов крайне мало. При этом у большинства производителей военных беспилотников в портфеле либо уже устаревшие модели, либо новые и современные, но которые демонстрируются на выставках и не доходят до массового использования.

Аналогичная картина и в сегменте коммерческих дронов — рынок заполнен продукцией иностранных компаний, в основном китайских. За последние 2-3 года в России появились компании-стартапы по разработке и проектированию дронов, к которыми относится skydance.ai. Сейчас они находятся на стадии тестирования прототипов или первых штучных заказов и не осуществляют массовых продаж. Именно поэтому важно не прекращать разработки и прототипирование, продолжать лоббировать интересы производителей коммерческих дронов в законодательной среде и тем самым двигать отрасль в направлении роста.

Инвестирование в сегмент коммерческих беспилотников – это один из факторов развития мирового рынка. Согласно отчету Drone Market Report от Drone Industry Insights, мировой рынок вырастет со среднегодовым темпом роста в 20,5% практически в три раза к 2024 году. Среди ключевых драйверов роста — продолжающаяся консолидация рынка коммерческих дронов и растущий объем инвестиций в отрасль.

О нас:

https://skydance.ai/home

https://www.instagram.com/skydance.ai/