Как работает беспилотный автомобиль «Гугла»
На данный момент принадлежащий поисковому гиганту флот роботизированных автомобилей «Тойота Приус» отмотал более 300 тысяч километров в городском окружении, на оживленных трассах и горных дорогах лишь с частичными вмешательствами человека. Проект всё ещё далек от выхода на рынок, но в «Гугле» в собственном кампусе установили беспилотные гольф-карты, которые наглядно демонстрируют, как уже в ближайшем будущем новая технология может изменить мир.
В сентябре прошлого года профессор компьютерных наук Стэндфордского университета Себастьян Тран, который руководит разработкой, и Крис Урмсон, инженер компании «Гугл», рассказали об основных идеях проекта на Международной конференции интеллектуальных роботов и систем Института инженеров электротехники и электроники в Сан-Франциско. Они объяснили, как работает машина и показали несколько видеороликов и дорожных тестов, включая небольшой фрагмент того, как бортовой компьютер «видит» другие транспортные средства, пешеходов и регулировочные огни.
Как рассказал Урмсон, технический руководитель проекта, ядром системы является 64-лучевой лазерный светодальномер производства компании «Велодайн», установленный на крыше автомобиля. Прибор помогает сгенерировать детальную объемную карту окружающего пространства. Затем машина комбинирует измерения лазера с высокоточными картами мира и производит различные типы моделей данных, которые позволяют вести движение, избегая препятствия и проблемы с законом. Также на борту установлены другие сенсоры, включая четыре радара на переднем и заднем бамперах, камеру рядом с зеркалом заднего вида; датчик системы Джи-Пи-Эс, блок инерциальных измерений и колесный датчик, которые определяют положение транспортного средства и отслеживают движение.
Любопытно отметить некоторые детали. Во-первых, разработка «Гугла» сильно зависит от тщательно проработанных карт поверхности Земли, что, по словам Урмсона, является неотъемлемым условием для точного определения местоположения машины. Использование системы глобальной навигации может дать погрешность в несколько метров.
Во-вторых, перед тем, как отправлять машину на беспилотный заезд, инженеры «Гугла» проезжают по маршруту самостоятельно один или более раз для сбора информации об окружающем пространстве. При поездке в автономном режиме машина сравнивает данные с предыдущими состояниями, что позволяет отделить пешеходов от таких стационарных объектов как, например, почтовые ящики или столбы. В предыдущем видеоролике был заметен результат. В один из моментов машина остановилась на перекрестке, и после зеленого сигнала светофора она уступила дорогу пешеходам прежде, чем повернуть налево и продолжить движение.
Иногда беспилотник вынужден быть более агрессивным. Например, проезжая через перекресток, он пропускает другие машины согласно правилам дорожного движения, но если другие транспортные средства не ответят взаимностью, он слегка рванет вперед, чтобы показать намерение. Без программирования этого поведения в реальном мире робот ездить не сможет.
Очевидно, что инженерам «Гугла» работать над проектом нравится — посмотрите на довольное лицо Урмсона на 13-ой минуте, когда он, сидя на сиденье водителя, наблюдает, как беспилотник гоняет по парковке компании, скрипя шинами на каждом повороте. Но у проекта серьезное намерение: Тран и многие из его коллег, включая отцов-основателей «Гугла», считают, что «умные» машины позволят сделать передвижение на автомобиле более безопасным и эффективным: машины будут ехать ближе друг к другу, что увеличит количество свободного места на дорогах. Программа реагирует быстрее, чем человек, что поможет избежать аварий и сохранить тысячи жизней.
Урмсон также предложил сценарий, в котором транспортные средства становятся общим ресурсом, услугой, которой люди могут воспользоваться при необходимости. Для появления машины будет достаточно всего лишь выбрать соответствующую опцию в смартфоне, а в поездке можно будет расслабиться в кресле водителя — вести авто не потребуется. На конференции был продемонстрирован ролик концепта «Кэдди Бета», в роли общих автомобилей — гольф-карты. Для них используется начинка попроще, чем для образцов «Тойоты Приус»: сенсоры на транспортных средствах взаимодействуют с сенсорами, размещенными в окружающей среде, чтобы определить положение и «узнать» о движении других.
Тран и Урмсон признают, что впереди стоит ещё много нерешенных проблем: улучшение надежности, юридические вопросы ответственности, но это не останавливает их. Как сказал Тран, проблемы траспорта, которые другими считаются убыточными, для них кажутся перспективными.
Беспилотные автомобили для начинающих
Про беспилотные автомобили постоянно мелькают новости, но что же на самом деле происходит в этой сфере? Как беспилотные автомобили ездят? Кто их производит? Почему они до сих пор не ездят массово по улицам? Попробуем разложить все по полочкам.
Ранняя версия беспилотника Lyft
Что такое беспилотный автомобиль
Это автомобиль, оборудованный системой автоматического управления, способный передвигаться из точки А в точку Б без участия человека.
Как работают беспилотные автомобили
Чтобы приехать в пункт назначения, беспилотный автомобиль должен знать маршрут, понимать окружающую обстановку, соблюдать ПДД и корректно взаимодействовать с пешеходами и другими участниками дорожного движения. Чтобы соответствовать этим требованиям, беспилотник использует следующие технологии:
Уровни автономности
Организация под названием SAE International сделала доброе дело и стандартизировала 5 уровней автономности, которых придерживаются все игроки на рынке:
Ключевые игроки рынка
Большинство автопроизводителей осознали что будущее за беспилотным транспортом и ринулись открывать новые отделы и покупать стартапы. Кроме автопроизводителей в гонке участвует не только множество стартапов, но также и IT-гиганты вроде Google, Яндекс и Apple. Вот самые основные.
General Motors
Waymo (лидер по технологичности)
Самый старый стартап, был основан еще в 2009 году. На данный момент считается самым совершенным беспилотным автомобилем. Оцениваясь в $175 миллиардов (!), Waymo уже проехал суммарно 10 миллионов миль автомобилями Chrysler, Honda и Jaguar. Совсем недавно, Waymo озвучил свои планы докупить еще 62,000 Fiat Chrysler для будущего платного беспилотного такси.
Lyft (сервис такси, конкурент Uber)
В сравнении с агрессивным расширением и маркетингом Uber, подход Lyft более фокусирован. Lyft запартнерился с Aptiv, бывшим когда-то на грани банкротства. Вместе они совершили более 5000 платных поездок на беспилотниках (всего с 20 автомобилями) в Лас-Вегасе. При заказе такси Lyft, пассажир может выбрать беспилотное такси.
Tesla
У Tesla совсем другой взгляд на беспилотное будущее. Илон Маск считает что беспилотник может работать только на одних камерах (ведь человек управляет автомобилем с помощью всего пары глаз), без лидаров. Несмотря на то, что автомобили Tesla обладают функциями автопилота, они все равно топчутся на 3-ем уровне автономности, да и аварий из-за автопилота тоже хватает.
Baidu
Baidu раскачивает локальную китайскую лодку беспилотников с 2014 года. В 2017-ом, анонсировала Apollo, open-source (открытую) платформу для беспилотных автомобилей. Baidu нацелился на массовый выпуск беспилотных автомобилей с 2019 до 2020, но ее шансы пошатнулись после того как ряд AI-специалистов покинули компанию (включая Lu Qi).
Почему так долго?
Waymo был основан в 2009-ом и только сейчас они более-менее готовы для коммерческих поездок (и то в пределах солнечной Калифорнии). То есть спустя почти 10 лет. Почему так долго? Хоть и гонка беспилотных технологий и ускорилась за последние 5 лет, все компании испытывают общие проблемы:
Лидар
Лидар это по сути лазерная установка, которая постоянно крутится и “стреляет” лазером 360 градусов, выдавая расстояние до каждой точки, которую удалось измерить. Вот видео для большей наглядности:
К сожалению, лидар стоит кучу денег (от 500 000р за 1 штуку), а их в беспилотном автомобиле надо много (2–5 штук). Так еще и от него никак не избавиться, ведь только радара и камер не хватит чтобы четко ориентироваться на местности.
Различные компании ведут работы по снижению стоимости лидара и выпуску нового, дешевого твердотельного лидара (без крутящихся элементов), но такие пока продукты еще в разработке.
AI (искусственный интеллект)
Как было сказано выше AI это сердце автомобиля. AI определяет объекты с камер, пытается угадать кто это (собака, человек, автомобиль, дорожный знак и пр.), как поведут себя пешеходы и другие машины. Чтобы такой искусственный интеллект работал, инженеры “скармливают” ему огромные массивы данных, чтобы специальные алгоритмы могли обучаться на этих данных. Чем больше качественных данных на входе, тем лучше алгоритмы будут работать.
Хоть алгоритмы и продвинулись далеко, они все еще глупы как 2-летний ребенок. Яркий пример — инцидент с беспилотником Uber (из-за которого погиб человек), алгоритм не смог распознать человека на дороге (в прочем, как не успел его заметить и водитель). А ведь помимо человека надо “видеть” еще и много других объектов — каждую машину, дорожный знак, светофор, уметь определять полосы движения и много других вещей.
Погодные условия
Будем честны, почти ни один беспилотный автомобиль не умеет нормально ездить в условиях снегопада или сильного дождя. Исключение — университет MIT. Ребята научились ориентироваться по слепкам дорожного полотна под машиной.
Картография
Беспилотникам не подходят простые карты и простая точность GPS (погрешность 3–10 метров), автомобилю нужно понимать где он находится с сантиметровой точностью. Несмотря на то что у беспилотника куча сенсоров, необходимо иметь точную информацию об окружающей местности (геометрию дорожной разметки, границы дороги, ближайшие дорожные знаки и пр). Вся эта информация есть в так называемых HD-картах.
Один из автомобилей Google Street View
Чтобы поддерживать картографию в актуальном состоянии специальные картографические автомобили (спец. автомобиль с камерами и лидарами) должны ездить по улицам и “оцифровывать” их. Таким образом, с появлением гонки беспилотных автомобилей началась и гонка картографии среди таких компаний как Here, TomTom, DeepMap, lvl5, Carmera, Google и прочих. В 21-ом веке данные — это новое золото.
Инфраструктура
Беспилотным автомобилям требуется новая дорожная инфраструктура. И не просто инфраструктура, а умная инфраструктура в которой автомобили могли бы общаться не только с самой инфраструктурой (знаки, светофоры и пр.), но и с другими автомобилями. Вот немного основных терминов:
Например, автомобиль едет по шоссе, а дорожный знак за 300м впереди сам сообщает “я знак такой-то, нахожусь там-то”. Беспилотный автомобиль сможет заранее понимать что впереди и планировать свои действия в соответствии с этой информацией.
Доверие человека
Люди все еще не особо доверяют беспилотным автомобилям. Согласно исследованию Reuters и Ipsos только лишь 38% мужчин и 17% женщин сказали что чувствовали бы себя комфортно в беспилотном автомобиле. Вообщем-то и не удивительно, технология беспилотных автомобилей довольно молодая, люди не успели привыкнуть. Автопроизводителям и стартапам еще предстоит завоевать доверие людей.
Их уже больше 6 млн: когда нас окружат дроны
Об эксперте: Мария Григорьева, управляющий директор Accenture Technology в России.
Дроны — или беспилотные летательные аппараты (БПЛА) — набирают популярность в самых разных областях. Уже сейчас их в мире больше 6 млн, а к 2031 году станет еще больше — до 16 млн. Зарубежные компании используют дроны, чтобы автоматизировать отдельные задачи и целые направления.
Беспилотники могут следить за безопасностью и проникать в места, недоступные для человека, ускорять процессы и работать круглые сутки, в любых погодных условиях. Но в России их потенциал еще только начинают открывать.
Как используют дроны в различных отраслях
Кроме того, дроны используют в сфере развлечений, кино- и видеосъемках, спорте, образовании.
Встречный ветер: что мешает развитию технологии
Вот главные сдерживающие факторы:
1. Законодательство
Операторы коммерческих беспилотников сталкиваются с тем, что правила эксплуатации дронов постоянно меняются.
Например, некоторые государства устанавливают ограничения по высоте полета дронов на уровне 100-130 м от точки взлета и требуют от оператора постоянно держать аппарат в зоне прямой видимости. В ряде стран запрещены полеты беспилотников над городскими районами и местами скопления людей, стратегически важными объектами инфраструктуры, вблизи аэропортов и вертолетных площадок.
В России, помимо ограничений на полеты, дроны весом больше 250 грамм нужно регистрировать в Федеральном агентстве воздушного транспорта. За отсутствие регистрации вас могут оштрафовать на 2 000 рублей, а за полеты над запретными зонами — на сумму до 300 тыс. рублей.
2. Киберугрозы
ПО, на котором работают некоторые дроны, очень уязвимо к кибератакам. Это значит, что злоумышленник может перехватить управление устройством и присвоить его, украсть снимки с камеры или навредить другим способом. Взломать дрон можно на расстоянии до 1 км, подменив сигнал GPS или перехватив данные, которые он передает.
3. Технические сложности
Чтобы использовать беспилотники, нужно обеспечить техническую базу: ИТ-инфраструктуру для управления и обмена данными, дата-центры и хранилища, веб-аналитику, защиту от киберугроз. Все это может обойтись гораздо дороже, чем сами аппараты, не считая работы технических специалистов.
Кейс: как дроны применяют в страховании
Страховые компании используют БПЛА для оценки причиненного ущерба и повреждений, а также передачи данных.
Accenture BeLux разработала решение, которое позволяет автоматизировать оценку ущерба при авариях.
Когда автомобиль попадает в аварию, он автоматически посылает сигнал на станцию, и на место сразу отправляется беспилотник. Он сканирует место аварии, определяет повреждения автомобилей и травмы пострадавших, составляя детальную 3D-модель. Затем дрон отправляет снимки и данные в службу спасения и страховую компанию, где оценивают размера ущерба и стоимость ремонта. Также система может подобрать запчасти и записать водителя на кузовные работы.
Все собранные данные хранятся в единой базе и доступны в режиме онлайн. При этом система регулярно анализирует данные о дорожной ситуации, погоде и авариях в этом районе и погодных условий и предсказывает, сколько дронов нужно держать на станции.
В результате клиенту не нужно связываться со страховой компанией, объяснять ситуацию и решать другие срочные вопросы. Весь процесс занимает считанные минуты.
Какие перспективы у коммерческих беспилотников?
Технологии в области беспилотников активно развиваются, а компании хотят автоматизировать как можно больше процессов. Все это подталкивает производителей к тому, что дроны становятся все «умнее» и совершеннее.
Одна из актуальных задач — сбор данных в реальном времени для оперативного управления и мониторинга. Еще одно перспективное направление — это создание гиперспектральных изображений: когда трехмерная модель дополняется спектральной информацией — данными мониторинга со спектральных камер, например снимков в ИК-диапазоне.
Такие также используют в астрономии, сельском хозяйстве, нефтедобыче. Также растет интерес к дронам в «умном» земледелии где эта информация используется для составления индекса NDVI — разницы в показателях красного и ближнего ИК-диапазона, разделенная на их сумму. NDVI-индекс показывает проблемные участки поля, нуждающиеся в коррекции (пересеве или минерализации почвы).
В ближайшем будущем дроны будут применять для мониторинга общественного транспорта и городской среды (например, при интеграции с возможностями сетей связи 5G и Интернета вещей (IoT) БПЛА могут помочь водителям найти парковку, сокращая дистанцию и время, которые пришлось бы потратить на поиск «вслепую»).
А еще их будут использовать в управлении городами и целыми регионами: к примеру, БПЛА в тестовом режиме используются для сопровождения массовых мероприятий под открытым небом. Их применяют для мониторинга городского пространства в период погодных аномалий и для оперативного оказания первой помощи.
Беспилотные автомобили Google: технология и перспективы
Мир бурлит информацией о том, что беспилотники — это наше будущее. Один из таких ярких представителей автономного транспорта — автомобили Google. Разработкой этих машин занимается компания Waymo.
Изначально проектом руководил инженер Себастьян Трун, он же — основатель Google Street View. Его команда получила 2 млн.долл. от Минобороны США, выиграв в конкурсе DARPA в 2005 году. Именно это событие стало толчком, благодаря которому человечество увидело беспилотные автомобили Google. Сегодня мы расскажем, что представляет собой этот «Гугломобиль», и какие у него дальнейшие перспективы.
Технологии беспилотников Google
Автономные транспортные средства от компании Waymo используют данные с разных источников таких, как сервис Google Street View, датчик LIDAR, видеокамеры, радары в передней части автомобиля и специальный датчик для определения месторасположения на карте.
А теперь подробнее о каждом датчике, которых всего насчитывается восемь:
Ни один датчик не может обеспечить полноценную работу автомобиля Google, ведь только комплексное функционирование этих устройств — это залог безопасной работы машины.
Данные, которые получает программное обеспечение Google, используются для точной идентификации других участников дорожного движения и их моделей поведения, а также используемых сигналов шоссе. К примеру, беспилотный автомобиль Google может успешно идентифицировать велосипед и понять, что, если велосипедист протягивает руку, он собирается совершить маневр. Затем автомобиль понимает, что нужно замедлить движение и дать велосипедисту достаточно места для безопасного передвижения.
Отметим, что в 2016 году команда разработчиков Google Inс. запатентовала способ распознания экстренных служб — скорой помощи и полиции. Автономное авто, оснащенное такой системой, сможет определять проблесковые маячки и реагировать на появление таких служб согласно ПДД.
Тестирование технологий
Для тестирования беспилотника используется виртуальная среда и тесты на реальной дороге. В виртуальном мире автомобили Waymo проехали 4 млрд. км, а в реальном — более 8 млн. км. В ходе многочисленных тестов авто научились определять 20 тысяч ситуаций и объектов на дороге.
При тестировании на реальных дорогах в машине всегда есть два человека:
В 2010 году команда Google протестировала пару таких беспилотников. Как результат, в реальных условиях авто проехало 16000 км без участия водителя и 225308 км с его участием. Согласно утверждению компании, такие автоматизированные транспортные средства помогут сократить число ДТП, травм и фатальных случаев на дороге.
Изначально в проекте принимали участие такие марки авто: Toyota Prius, Audi TT, Lexus RX450h. Уже в 2012 году в Google заявили, что экипаж машины можно сократить до одного человека.
Перспективы развития
Перед разработчиками беспилотников Waymo возникла серьезная проблема — авто не могли передвигаться под проливным дождем и на заснеженной дороге. Почему? Потому что машина идентифицирует местность благодаря заранее отснятым фото окружающего ландшафта, которые сканирует система. Таким образом, беспилотник определяет пешеходов от телеграфных столбов. При плохой погоде авто не может это различать. Поэтому сейчас исследователи пытаются решить данный вопрос, чтобы автомобили Google могли ездить в любую погоду.
Кроме того, в 2014 году машины не могли опознавать временные сигналы светофора и отличать скомканную бумагу от камня. Но все эти минусы компания планирует устранить до 2020 года. Вдобавок, она улучшит функцию парковки автомобиля. Уже сейчас компания расширила программу разработки автономных транспортных средств и увеличила количество испытательных центров с 2 до 4.
Беспилотные автомобили Google объединили в себе разные датчики и сенсоры, чтобы обеспечить безопасное вождение без участия человека. И пусть сейчас существуют некоторые проблемы, с которыми машина не может справиться, через пару лет мы сможем увидеть усовершенствованные беспилотники Waymo. А вы готовы довериться беспилотному авто? Поделитесь своим мнением в комментарии!
Краткая история слова «дрон»
В начале 1930-х Реджинальд Денни, английский актёр, живущий в Лос-Анджелесе, увидел мальчика, игравшего с самолётиком, двигателем которого служила резинка. После того, как он помог мальчику подстроить резинку и контрольные поверхности самолёта, тот врезался в землю. Денни пообещал, что построит новый самолёт для мальчика, и написал запрос производителю в Нью-Йорк. Первый купленный набор для постройки самолёта вылился в собственный хобби-магазин на Голливудском бульваре, куда захаживали Джимми Стюарт и Генри Фонда.
Бизнес развился в компанию Radioplane Co. Inc., в которой Денни разработал и построил первый военный самолёт, управляемый по радио. В 1944 году капитан Рональд Рейган из первого военного киноподразделения ВВС США захотел снять фильм об этих аппаратах, и отправил фотографа Дэвида Коновера на фабрику Radioplane в аэропорту Ван-Найс. Там Коновер встретил девушку по имени Норма Джин Догерти, и убедил её пойти в модели. Позже она станет известна, как Мерилин Монро. Ядром американской культуры с 1930 по 1960 года стал хобби-магазин, пахнущий бальсовыми опилками и авиаклеем. Теперь на том месте, на съезде с шоссе 101, находится магазин 7-Eleven.
У историка науки Джеймса Бёрка было замечательное телешоу в начале 90-х – Connections – в котором предыдущие параграфы пришлись как раз бы кстати. К сожалению, направление развития общества за последние 20 лет изменилось. Революция в коммуникациях, позволяющая людям мгновенно обмениваться идеями, привела лишь к тому, что люди мгновенно обмениваются мнениями. У истории о том, как компания Dutch East India Company привела к резинке, потом к Джимми Стюарту, потом к дистанционному управлению, потом к Рональду Рейгану, потом к «Смерти коммивояжёра», есть один современный недостаток: необходимость использования слова «дрон» [drone (англ.) — трутень].
Слово «пропаганда» приобрело негативный оттенок в конце 1930-х – и теперь это «связи с общественностью». «Глобальное потепление» не вызывает отклика у идиотов зимой, и теперь это «изменение климата». Пилоты квадрокоптеров не хотят, чтобы люди думали, что их летающие машины могут обстреливать соседей, и слово «дроны» попало в запретные. Теперь это квадрокоптеры, трикоптеры, мультикоптеры, летающие крылья, беспилотные летательные аппараты с фиксированной геометрией крыла, БПЛА, или игрушки.
Меня это раздражает, как и напоминание об этом, приходящее мне по почте каждый раз, когда я использую это вредное слово на букву «д». Этимология «дрона» не связана с подглядыванием, обстрелами ракетами госпиталей и нелегальными убийствами американских граждан. Люди любят спорить, и мне нужно объяснить свою точку зрения, когда кто-то в очередной раз жалуется на неправильно использование этого слова. Вместо статьи о голливудских звёздах, первых системах с дистанционным управлением и авиамоделях вы получите статью по этимологии слова. Извините, интернет, но вам некого винить, кроме себя.
Введение
Статья посвящена этимологии слова «дрон». Во всех без исключения статьях и блогпостах, что я читал, упущена история того, почему собственно беспилотный или управляемый дистанционно летательный аппарат называли «дроном». К примеру, многие статьи ссылаются на автоматический самолёт Хьюита-Сперри [Hewitt-Sperry Automatic Airplane], как на первый «дрон». Это неправда. Словом «дрон» впервые назвали беспилотный самолёт в конце 1934 – начале 1935 года, в эксперименте времён Первой мировой, который наблюдатели того времени не могли бы назвать дроном.
Источник слова «дрон», около 1935 года
До того, как слово использовали для описания летательного аппарата (ЛА), у него было два значения. Первое – глухое жужжание, второе – самец пчелы. Трутень не работает, мёд не собирает, и существует лишь для оплодотворения матки. Несложно понять, почему «дрон» стал идеальным словом для описания квадрокоптера. Phantom – безмозглый, и звучит, как мешок пчёл. Откуда же взялось третье определение «дрона» – летающая машина без пилота на борту?
Наиболее цитируемое определение слова «дрон» исходит из статьи 2013 года в Wall Street Journal [1], за авторством лингвиста и лексикографа Бена Циммера, отследившего это слово до 1935 года. В этом году адмирал США Уильям Г. Стэндли [William H. Standley] наблюдал британскую демонстрацию нового беспилотного ЛА, предназначенного для тренировок по стрельбе королевского флота. Он был основан на биплане Тайгер Мот [De Havilland Tiger Moth], тренировочном самолёте, большое количество которых было построено между двумя войнами, и затем переименованном в «Пчелиную матку» [Queen Bee – по-английски у пчёл не матка, а королева – прим. перев.]. Статья подразумевает, что слово «дрон» происходит от Пчелиной матки де Хэвилленда. Этимология затем повторена в другой статье, опубликованной вскоре после Второй мировой [2]:
Дроны – изобретение не новое. Изобретатели экспериментировали с ними уже 25 лет назад. До войны небольшие радиоуправляемые самолёты использовались в целях защиты от авиации – широко в Англии, откуда происходит слово «дрон», и реже тут, у нас. Технология радиоуправления, использовавшаяся в экспериментах, была разработана и улучшена так, чтобы подходить почти к любому виду обычных самолётов.
Я нашёл этот очевидный источник этимологии от Бена Циммера за пять минут, но из него непонятно, происходит ли название радиоуправляемого биплана Queen Bee от слова «дрон», или же наоборот. Такая этимология не даёт информации по поводу технических возможностей или тактического использования этих дронов. А БПЛА, о котором писали в New York Times, лучше было бы назвать крылатой ракетой, а не дроном. Был ли Queen Bee атакующим дроном, или всего лишь устройством, предназначенным для практики стрельбы? На эти вопросы необходимо ответить, прежде чем требовать у людей, играющихся с Phantom’ами, чтобы они «жужжали отседова».
«Пчелиная матка» и Черчилль
В биологии иногда отражается лингвистика, и лучше всего в поисках истории дронов отправится в историю Пчелиной матки, Queen Bee. Queen Bee – и это не её изначальное имя – родилась из спецификации Министерства ВВС Британии 18/33. В то время Министерство ежегодно выпускало несколько спецификаций для различных летательных аппаратов. Supermarine Spitfire изначально был известен, как F.37/34; истребитель, основанный на тридцать седьмой спецификации, вышедшей в 1934 году. Из этого следует, что спецификация для радиоуправляемого летательного аппарата, служащего целью для стрельб флота, должна была выйти в 1933 году. Дроны, в изначальном смысле, не предназначались для атаки. Они нужны были для стрельб, и с похожей целью встали на вооружение флота США в 1936 году, и авиации – в 1948. Остаётся вопрос, появилось ли название «дрон» до Queen Bee, или всё было наоборот?
Первый дрон-мишень построили между 1933 и 1935 годами в RAF Farnborough, скомбинировав фюзеляж Большого мотылька де Хэвилленда [de Havilland Moth Major] с двигателем, крыльями и управлением Тигрового мотылька де Хэвилленда [de Havalland Tiger Moth] [3]. ЛА протестировали на авиабазе, и позже запустили с корабля королевских ВМФ Орион для практики в стрельбе. Команды заметили странный эффект – самолёт не поворачивал, не менял угол тангажа и не кренился, и не менял скорости: он летел, как трутень. При пролёте над головой он издавал громкий, низкий гул. Дроном его назвали из-за жужания, а Queen Bee – просто последующая игра слов.
Слово «дрон» не произошло от названия Пчелиной матки де Хэвилленда, поскольку та изначально называлась Большим мотыльком и Тигровым мотыльком де Хэвилленда. Именно «Матка» произошла от «дрона», а «дрон» – от жужжащего звука пролетающего над головой аэроплана.
Дрон для учебных стрельб, 1936-1959
Слово «дрон» вошло в лексикон ВМФ США в 1936 году [4] вскоре после возвращения адмирала Уильяма Стэндли из Европы, где он наблюдал, как Пчелиную матку сбивают стрелки с военного корабля Орион. С этого момента слово стали использовать в ВМФ США, но официально этот термин не войдёт в обиход армии и ВВС ещё лет десять.
С 1922 года в США использовалась система обозначений ЛА для указания его роли и производителя. К примеру, четвёртый (4) истребитель (fighter, «F»), изготовленный фирмой Vought («U»), обозначался «F4U Corsair». Первый патрульный бомбардировщик (patrol bomber, «PB») от фирмы Consolidated («Y») назывался «PBY Catalina». В такой системе «дрон» появился в 1936 году, как «TD» (target drone), дрон-мишень – то есть, ЛА, предназначенный для учебных стрельб.
Почти двадцать лет после появления слова в военном жаргоне, «дрон» обозначал лишь дистанционно управляемый ЛА, предназначенный для учебной стрельбы. Бомбардировщики B-17 и PB4Y (B-24), для операции Афродита и операции Наковальня переделанные под радиоуправления, назывались «наводящимися бомбами». Вскоре после Второй мировой, вполне вероятно при помощи того же персонала и тех же технологий, что работали над операцией Афродита, оставшиеся с войны B-17 были переделаны под мишени для стрельбы, и их называли дронами-мишенями. Очевидно, что это слово использовалось в этом значении до конца 1950-х.
Дрон QB-17, схожий с тем, что использовался в операции «Афродита»
Если вы подыскиваете подходящую этимологию и определение современного значения слова «дрон», то оно вот такое. Самолёт с дистанционным управлением, служащий мишенью для учебной стрельбы. Дрон не имеет ничего общего со стрельбой по гражданскому населению или подглядыванием за ним с высоты в 13 км. В изначальном смысле слова, дрон – ЛА с дистанционным управлением, специально сделанный для стрельбы по нему.
Но язык меняется, и для успешной защиты от критиков применения слова «дрон» ко всем дистанционно управляемым ЛА, придётся проследить использование слова вплоть до современности.
Изменение определения «дрона», 1960-1965
Следующее развитие слова можно встретить в New York Times от 19 ноября 1964 года [5], в статье пулитцеровского лауреата Хансона В. Болдуина [Hanson W. Baldwin]. В последующие 20 лет с момента знакомства широкой публики со словом «дрон», у этого ЛА появилось ещё несколько возможностей:
Дрон, или беспилотный летательный аппарат, использовался в военных и экспериментальных целях уже более 25 лет. Со времен впечатляющей Фау-1, крылатой ракеты, во Второй мировой войне, достижения электроники и системы наведения ракет стимулировали развитие дронов, по манёвренности не отстающих от пилотируемых аппаратов.
Описание возможностей дронов распространяется на борьбу против подводных лодок, наблюдение за военными действиями, и классическое применение в качестве мишени. И даже в аэрокосмической индустрии определение дрона менялось от очень сложной мишени для стрельбы до чего-то более полезного.
В начале 1960-х для НАСА поставили задачу отправить человека на Луну. Для этого требовался стыкуемый космический аппарат, и в то время никто не знал, как достичь такого результата применения орбитальной механики. В компании Martin Marietta решили эту задачу при помощи дронов.
Задачу стыковки на орбите необходимо было решать до путешествия на Луну, и её решили благодаря программе Джемини. Начиная с неё, астронавты начали проводить орбитальные встречи и стыковки с беспилотными космическими аппаратами, запущенными на несколько часов или дней ранее. Более поздние миссии использовали двигатели Аджена для увеличения орбиты и постановки мировых рекордов высоты. В ранних экспериментах с искусственной гравитацией капсулу Джемини связывали с Адженой и раскручивали вокруг общего центра.
Беспилотный космический аппарат Agena Target Vehicle дроном не был. Однако, за несколько лет до того, как эти встречи и стыковки проложили путь на Луну, инженеры из Martin Marietta разработали метод стыковки двух аппаратов при помощи устройства, которое они называли «дроном» [6].
Патент Martin Marietta № 3 201 065 использовал автономный космический аппарат с дистанционным управлением, привязанный к носу Джемини. Оборудованный баком со сжатым газом, несколькими маневровыми двигателями и электромагнитом, этот «стыковочный дрон» под управлением астронавта входил в стыковочную полость целевого аппарата, активировал электромагнит и втягивал за привязь второй аппарат. Этот дрон, как и дроны Второй мировой, управлялся дистанционно. Полетать ему не довелось, но он показывает расширения значения слова «дрон» в аэрокосмической индустрии.
Если вы хотите увидеть невероятно крутой дрон, который всё-таки летал, вам нужно лишь обратиться к Lockheed D-21, разведывательному ЛА, разработанному для полётов над Китаем со скоростями в 3 Маха.
Носитель M-21 и дрон D-21. M-21 – разновидность разведывательного ЛА A-12, предшественника SR-71.
«D» в D-21 означает «дочка», а «M» в названии носителя M-21 – «мать». И тем не менее, современники называли D-21 дроном. Возможно, D-21 стал первым аппаратом, который назвали дроном, предназначенным исключительно для разведки.
В 1960-х дроны научились не только таскать камеры. Тогда же появился и первый атакующий дрон – первый аппарат, называемый дроном, и способный сбрасывать наводящиеся торпеды в океан для борьбы с вражескими подлодками.
Это был относительно небольшой соосный вертолёт на дистанционном управлении. Он мог протащить одну торпеду на расстояние в 30 км от корабля, а она уже брала на себя всё остальное.
QH-50 стал исторической диковиной, рождённой от двух реальностей. Флот США был оснащён противолодочными кораблями, способными обнаруживать советские подлодки за десятки километров. Но у этих кораблей не было торпед с таким радиусом действия и палубы, с которой могли бы взлетать вертолёты. QH-50 стал компромиссом, но менее, чем за 10 лет новые корабли и более совершенные торпеды сделали его ненужным. Ничем не примечательная оружейная платформа, QH-50 может похвастаться тем, что стала первым вооружённым дроном.
Языковые трудности, около 1965-2000
13 июня 1963 года статья в Рейтер рассказала о совместном британско-канадском предприятии по постройке беспилотных наблюдательных самолётов. [7] Репортёр, обладавший знаниями о двух предыдущих десятилетиях развития БПЛА, написал, что «об этом проекте говорили, как о дроне». К середине 60-х слово дрон приобрело современное значение: любой БПЛА, используемый с любыми целями и управляемый любым способом. Это определение вскоре вытеснили такие названия, как «беспилотные воздушные суда» и «удалённо пилотируемые аппараты».
Термин «дрон» впоследствии начал вытесняться новым и более неуклюжим названием «беспилотного воздушного судна» [unmanned aerial vehicle, UAV]. Слово, использовавшееся для всего, от летающих мишеней до подсистем космических аппаратов, постепенно заменяли. Термин UAV впервые публично появился в отчёте Минобороны США в 1972 году. Термин «удалённо пилотируемые аппараты» [remotely piloted vehicle, RPV] впервые появился в официальных документах в конце 1980-х. От слова «дрон» произошли тысячи немного различающихся терминов в 60-х, 70-х и 80-х годах. И сегодня, «беспилотная воздушная система» [unmanned aerial system] уже чаще используется в FAA. А эту фразу придумали не более 10 лет назад.
Инженеры строили дроны для наблюдения над коммунистическим Китаем на скорости в 3 Маха. Они запатентовали дрон для стыковки космических аппаратов. Для охоты и потопления подлодок. В ВВС брали старые самолёты, раскрашивали в оранжевый цвет и называли их дронами-мишенями. Они распространились по поверхности Земли, и их прекратили называть дронами.
В 70-х, 80-х и 90-х термин «дрон» применялся к самолётам-мишеням, и с таким значением используется и сегодня. В остальных областях военного применения, обширных числом, появились новые термины для беспилотных аппаратов.
Можно спорить о том, почему появилось так много терминов. Военная и космическая отрасль никогда не стеснялись обилия акронимов и пригоршней случайных буквенных обозначений, разбросанных в отчётах в целях соблюдения секретности. Откуда враг узнает о наших действиях, если мы сами ничего не понимаем? Вопрос, могут ли новые возможности дронов оправдать большое количество новых акронимов, остаётся открытым. Создаётся впечатление, что новые акронимы просто придумывали новые капитаны, майоры и инженеры Пентагона или десятка аэрокосмических компаний. К 1990-м «дрон» заменили UAV, RPV, UAS и десятки других фраз-синонимов.
Современные дроны, с 21 октября 2001 года по сей день
Современный вид дрона – это, конечно, MQ-1 Predator (с англ. — «Хищник») от компании General Atomics, с противотанковой ракетой AGM-114 «Хеллфаер» под каждым крылом. Predator сложно спутать с чем-то. Его распухший нос едва вмещает спутниковую антенну. Небольшая камера свисает с подбородка. Длинные тонкие крылья будто бы украдены у планера. Небольшой винт укреплён прямо на хвосте, и необычный хвост в виде перевёрнутой «V» создаёт впечатление, что без катастрофы этот аппарат приземлиться не способен.
Его разработка началась в середине 1990-х и изначально его называли «беспилотным воздушным судном» [Unmanned Aerial Vehicle, UAV]. Это поменялось 21 октября 2001 года, в статье в Washingon Post от автора Боба Вудворда [Bob Woodward] под названием «ЦРУ велели ‘любыми средствами’ уничтожить Бен Ладена». В статье автор вернул слово «дрон» в народ. [8] Описывая управляемый ЦРУ Predator, Вудворд, либо поговорив с официальными лицами из армии, использовавшими старый термин для нового аппарата, либо устав от каши из акронимов, использовал слово «дрон».
Если вам не нравится, что слово «дрон» применили к квадрокоптеру Phantom, обвинять вы можете двоих. Первый – Хэнсон В. Болдуин, военный редактор New York Times. За 40 лет карьеры он использовал слово «дрон» для описания всего, от самолётов-мишеней до крылатых ракет. Второй – Боб Вудворд из Washington Post. Он отвечал за Уотергейт, а также заново ввёл в обиход слово «дрон».
Ещё более короткая история слова «дрон» и аргументы в его защиту
Слово «дрон» впервые было применено для описания БПЛА в конце 1934-начале 1935 года, поскольку низко летящие бипланы звучали, будто облако пчёл. 25 лет слово употреблялось только для обозначения самолётов, использовавшихся в качестве мишеней. С конца 1950-начала 1960 определение «дрона» расширили, и включили в него все беспилотные летательные аппараты, от крылатых ракет до космических аппаратов. Примерно с 1965 года начали появляться акронимы UAV, RPV – либо из-за более конкретного описания аппарата, либо из-за одержимости военных аббревиатурами. В конце 1990-х ВВС США и ЦРУ начали эксперименты с Predator UAV и ракетами «Хеллфаер». Первое использование этих аппаратов было зафиксировано всего через несколько недель после атак 11 сентября. Платформа стала известна как «дрон Predator» в 2001 году благодаря Бобу Вудворду. В разговорной речи дроном теперь называют всё, от военных БПЛА до квадрокоптеров, помещающихся на ладони.
Чаще всего слово дрон просят не использовать для всего, от гоночных квадрокоптеров до БПЛА с удалённым управлением и неподвижным крылом, из стремлению к лингвистической чистоте. Спорщики предлагают использовать более точные слова для описания каждого вида ЛА. Квадрокоптер – это квадрокоптер. Автономный самолёт для проверки трубопровода – беспилотная авиасистема.
Аргумент по поводу лингвистической чистоты не работает, поскольку словом «дрон» уже называли любой мыслимый ЛА. В 1960-х дрон мог означать космический корабль или разведывательный самолёт. В 1940-х дрон обозначал ЛА, неотличимый от сегодняшнего аэроплана из бальсы, с двигателем внутреннего сгорания и управляемого дистанционно. И вообще, изначально дрон означал «дрон-мишень», используемый для стрельбы. Так что, ладно, запускайте ваши дроны, а я пойду за своим 12-м калибром.
Аргумент о том, что слово «дрон» нельзя использовать для обозначения игрушек, разбивается об тавтологию. Критики утверждают, что дроном можно называть только военный ЛА, ведущий разведку или стреляющий ракетами. И, как утверждают критики, раз значение слова определяется его общепринятым использованием, то квадрокоптер от Phantom нельзя называть дроном. Но критики забывают, что этот квадрокоптер называли дроном с момента его появления, и если уж язык определяется частым использованием, тогда конечно же квадрокоптер вполне можно называть дроном.
Вместо того, чтобы играть словами, я обращаюсь к философским темам. Например, оригинал этой статьи расположен на сайте Hackaday, и в течение 30 лет нам было известно, что «хакер» – это человек, взламывающий компьютерные системы, крадущий деньги из банков, публикующий пароли в даркнете, и занимающийся другими незаконными вещами. Для обозначения подобных занятий используются и другие негативные названия. «Кракеры» [crackers] – те, кто занимается взломом, «скриптята» [script kiddies] отвечают за DDOS-атаки. И хакерами, в общем, называют тех, кто наносит ущерб.
При этом, конечно же, мы сами не вкладываем такой узкий смысл в слово «хакер». Это слово расположено на каждой странице сайта, и статьи объясняют, что мы имеем в виду под ним. Хакинг – это копание в прошивках, поиски того, что можно достичь при помощи электроники, и чего пока нет в широком доступе.
На сайте Hackaday все уже давно поняли, что педантичностью людей не впечатлить. Нельзя привлечь на свою сторону никого из тех, кто считает, что хакеры украли у тёти Маши её личные данные, просто рассказывая им, что хакер – это термин нейтральный. Всегда лучше признавать термин, чем пытаться его отвергать. Мы это поняли за последние десять лет, и надеемся, что любители дронов тоже смогут это сделать.
Ссылки
[2] The ‘Drone’: Portent Of Push-Button War Hanson W Baldwin, Hanson W. “The ‘Drone’: Portent Of Push-Button War.” New York Times Magazine 5 August, 1946: 10.
[3] De Havilland Philip Birtles – Jane’s – 1984
[4]History of Communications-Electronics in the United States Navy, Captain Linwood S. Howeth, USN, 1963.
[5] Many Uses for Drones, Baldwin, Hanson W. The New York Times 19 November, 1964: 2.
[6] US Patent 3201065.
[7] Britain and Canada Plan A ‘Spy Plane’, (Reuters), The New York Times, 13 June, 1963: 5
[8] CIA Told to Do ‘Whatever Necessary’ to Kill Bin Laden, Woodward, Bob. The Washington Post, 21 October, 2001.