Meet the dazzling flying machines of the future | Raffaello D'Andrea

Переводчик: Oksana Vakulina Редактор: Anna Kotova

What started as a platform for hobbyists

Начавшись как невинная забава,

is poised to become a multibillion-dollar industry.

это вот-вот станет многомиллиардной индустрией.

Inspection, environmental monitoring, photography and film and journalism:

Наблюдение, мониторинг окружающей среды, фотография, кино и журналистика —

these are some of the potential applications for commercial drones,

вот лишь некоторые возможные сферы применения коммерческих дронов,

and their enablers are the capabilities being developed

а претворение этого в жизнь возможно благодаря разработкам

at research facilities around the world.

в научных центрах по всему миру.

For example, before aerial package delivery

Например, ещё до того, как воздушная доставка почты

entered our social consciousness,

захватила сознание общества,

an autonomous fleet of flying machines built a six-meter-tall tower

флот беспилотных летательных аппаратов построил шестиметровую башню

composed of 1,500 bricks

из полутора тысяч кирпичей

in front of a live audience at the FRAC Centre in France,

перед зрителями в центре искусства Frac во Франции.

and several years ago, they started to fly with ropes.

Ещё несколько лет назад они начали летать с верёвками.

By tethering flying machines,

При помощи привязных тросов

they can achieve high speeds and accelerations in very tight spaces.

дроны могут достигать высокой скорости и разгона в очень узком пространстве.

They can also autonomously build tensile structures.

Они также могут автономно строить натяжные конструкции.

Skills learned include how to carry loads,

Их навыки позволяют выдерживать нагрузку,

how to cope with disturbances,

справляться с помехами

and in general, how to interact with the physical world.

и в целом взаимодействовать с физическими объектами.

Today we want to show you some new projects that we've been working on.

Сегодня мы хотим представить наши новые проекты.

Their aim is to push the boundary of what can be achieved

Они призваны раздвинуть границы возможного

with autonomous flight.

для беспилотных полётов.

Now, for a system to function autonomously,

Сегодня, чтобы система действовала автономно,

it must collectively know the location of its mobile objects in space.

необходимо знать положение движущихся объектов в пространстве.

Back at our lab at ETH Zurich,

В нашей лаборатории ETH в Цюрихе

we often use external cameras to locate objects,

мы часто используем внешние камеры для обнаружения объектов,

which then allows us to focus our efforts

что позволяет сфокусировать наши усилия

on the rapid development of highly dynamic tasks.

на быстром развёртывании высокодинамичных заданий.

For the demos you will see today, however,

Но для демоверсий, которые вы увидите,

we will use new localization technology developed by Verity Studios,

мы используем новые методы локализации, разработанные Verity Studios —

a spin-off from our lab.

ответвлением нашей лаборатории.

There are no external cameras.

Здесь нет внешних камер.

Each flying machine uses onboard sensors to determine its location in space

Летательный аппарат использует встроенные датчики для определения местоположения

and onboard computation to determine what its actions should be.

и встроенную вычислительную технику для выбора дальнейших действий.

The only external commands are high-level ones

Внешними остаются команды высокого уровня —

such as "take off" and "land."

«взлететь» и «приземлиться».

This is a so-called tail-sitter.

Это дрон с хвостовой посадкой.

It's an aircraft that tries to have its cake and eat it.

Он нацелен объять необъятное:

Like other fixed-wing aircraft, it is efficient in forward flight,

как и другие самолёты с неподвижным крылом, дрон более эффективен

much more so than helicopters and variations thereof.

в горизонтальном полёте, чем вертолёты и другие винтокрылые.

Unlike most other fixed-wing aircraft, however,

Однако в отличие от большинства своих собратьев

it is capable of hovering,

он может зависать в воздухе,

which has huge advantages for takeoff, landing

что даёт огромные преимущества при взлёте, приземлении

and general versatility.

и общей манёвренности.

There is no free lunch, unfortunately.

Но, к сожалению, за всё надо платить.

One of the limitations with tail-sitters

Слабость дронов с хвостовой посадкой —

is that they're susceptible to disturbances such as wind gusts.

в чувствительности к атмосферным помехам вроде порывов ветра.

We're developing new control architectures and algorithms

Мы работаем над новой системой управления и алгоритмами,

that address this limitation.

чтобы решить эту проблему.

The idea is for the aircraft to recover

Идея в том, чтобы самолёт восстанавливал положение,

no matter what state it finds itself in,

где бы он ни оказался,

and through practice, improve its performance over time.

и раз от раза улучшал свои лётно-технические характеристики.

(Applause)

(Аплодисменты)

OK.

Хорошо.

When doing research,

В процессе исследования

we often ask ourselves fundamental abstract questions

мы часто задаёмся краеугольными абстрактными вопросами,

that try to get at the heart of a matter.

чтобы докопаться до сути.

For example, one such question would be,

К примеру, один из таких вопросов —

what is the minimum number of moving parts needed for controlled flight?

какой минимум подвижных элементов необходим для контролируемого полёта?

Now, there are practical reasons

Есть вполне обоснованные причины,

why you may want to know the answer to such a question.

почему мы задались таким вопросом.

Helicopters, for example,

Винтокрылые, к примеру,

are affectionately known as machines with a thousand moving parts

завоевали признание как аппараты с тысячей подвижных элементов,

all conspiring to do you bodily harm.

будто сговорившихся причинить вам телесные повреждения.

It turns out that decades ago,

Но выяснилось, что десятки лет назад

skilled pilots were able to fly remote-controlled aircraft

умелые пилоты летали на самолётах с дистанционным управлением

that had only two moving parts:

и только двумя подвижными элементами —

a propeller and a tail rudder.

пропеллером и хвостовым поворотником.

We recently discovered that it could be done with just one.

Недавно мы обнаружили, что это можно делать всего с одним.

This is the monospinner,

Это моноспиннер —

the world's mechanically simplest controllable flying machine,

беспилотник с самой простой в мире механической системой контроля,

invented just a few months ago.

изобретённый несколько месяцев назад.

It has only one moving part, a propeller.

У него всего один подвижный элемент — пропеллер.

It has no flaps, no hinges, no ailerons,

У него нет ни закрылков, ни шарниров, ни элеронов,

no other actuators, no other control surfaces,

никаких других приводов и поверхностей управления.

just a simple propeller.

Только простой пропеллер.

Even though it's mechanically simple,

И несмотря на простой механизм,

there's a lot going on in its little electronic brain

электронный интеллект дрона делает большую работу,

to allow it to fly in a stable fashion and to move anywhere it wants in space.

чтобы он сохранял устойчивость в полёте и мог свободно двигаться в пространстве.

Even so, it doesn't yet have

Но у него пока нет

the sophisticated algorithms of the tail-sitter,

изощрённых алгоритмов дрона с хвостовой посадкой.

which means that in order to get it to fly,

И потому, чтобы он полетел,

I have to throw it just right.

мне нужно его правильно подбросить.

And because the probability of me throwing it just right is very low,

Но так как вероятность подбросить его правильно очень мала,

given everybody watching me,

то вместо того, чтобы вы смотрели,

what we're going to do instead

как я пытаюсь это проделать,

is show you a video that we shot last night.

мы покажем видео, снятое прошлым вечером.

(Laughter)

(Смех)

(Applause)

(Аплодисменты)

If the monospinner is an exercise in frugality,

Если моноспиннер — это образец экономности,

this machine here, the omnicopter, with its eight propellers,

то этот аппарат, омникоптер с восемью пропеллерами, —

is an exercise in excess.

это пример избыточности.

What can you do with all this surplus?

Что нам дают все эти излишества?

The thing to notice is that it is highly symmetric.

Обратите внимание, конструкция очень симметрична,

As a result, it is ambivalent to orientation.

поэтому для неё не имеет значения ориентация в пространстве.

This gives it an extraordinary capability.

Это открывает необыкновенные возможности!

It can move anywhere it wants in space

Дрон может двигаться в воздухе

irrespective of where it is facing

безоотносительно того, где верх, а где низ

and even of how it is rotating.

и как он вращается.

It has its own complexities,

У дрона свои сложности,

mainly having to do with the interacting flows

в основном связанные с взаимодействием потоков

from its eight propellers.

от восьми пропеллеров.

Some of this can be modeled, while the rest can be learned on the fly.

Какие-то из них мы можем смоделировать, другие обнаруживаются только в полёте.

Let's take a look.

Давайте посмотрим.

(Applause)

(Аплодисменты)

If flying machines are going to enter part of our daily lives,

Если летательные аппараты войдут в нашу повседневную жизнь,

they will need to become extremely safe and reliable.

они должны быть максимально безопасны и надёжны.

This machine over here

Вот этот беспилотник —

is actually two separate two-propeller flying machines.

на самом деле два отдельных дрона с двумя пропеллерами каждый.

This one wants to spin clockwise.

Один вращается по часовой стрелке,

This other one wants to spin counterclockwise.

а другой — против.

When you put them together,

Когда мы их соединяем,

they behave like one high-performance quadrocopter.

получаем квадрокоптер с высокими лётными качествами.

If anything goes wrong, however --

Даже если что-то пойдёт не так —

a motor fails, a propeller fails, electronics, even a battery pack --

откажет мотор, пропеллеры, электроника или аккумулятор,

the machine can still fly, albeit in a degraded fashion.

аппарат всё равно сможет лететь, хоть и в ослабленном режиме.

We're going to demonstrate this to you now by disabling one of its halves.

Мы сейчас это покажем, выведя из строя одну из его половин.

(Applause)

(Аплодисменты)

This last demonstration

Последняя демонстрация —

is an exploration of synthetic swarms.

это исследование искусственного множества.

The large number of autonomous, coordinated entities

Огромное число автономных согласованных объектов

offers a new palette for aesthetic expression.

предлагают новую палитру для эстетического выражения.

We've taken commercially available micro quadcopters,

Мы купили несколько микроквадрокоптеров,

each weighing less than a slice of bread, by the way,

каждый из которых весит меньше кусочка хлеба,

and outfitted them with our localization technology

и оснастили их нашей системой локализации

and custom algorithms.

и пользовательскими алгоритмами.

Because each unit knows where it is in space

Так как каждая единица знает, где находится,

and is self-controlled,

и управляется автономно,

there is really no limit to their number.

нет никаких ограничений в их количестве.

(Applause)

(Аплодисменты)

(Applause)

(Аплодисменты)

(Applause)

(Аплодисменты)

Hopefully, these demonstrations will motivate you to dream up

Надеемся, то, что мы показали, поможет вам вообразить

new revolutionary roles for flying machines.

новые революционные роли летательных аппаратов.

That ultrasafe one over there for example

К примеру, вот тот супербезопасный

has aspirations to become a flying lampshade on Broadway.

мог бы стать летающим абажуром на Бродвее.

(Laughter)

(Смех)

The reality is that it is difficult to predict

Реальность такова, что трудно предсказать

the impact of nascent technology.

влияние новых технологий.

And for folks like us, the real reward is the journey and the act of creation.

Для людей вроде нас главная награда — сам процесс работы и радость творчества.

It's a continual reminder

Это постоянное напоминание,

of how wonderful and magical the universe we live in is,

в какой замечательной и волшебной Вселенной мы живём —

that it allows creative, clever creatures

она позволяет умным изобретательным созданиям

to sculpt it in such spectacular ways.

так эффектно и ярко творить.

The fact that this technology

То, что эти технологии

has such huge commercial and economic potential

имеют огромный коммерческий и экономический потенциал, —

is just icing on the cake.

это лишь вишенка на торте.

Thank you.

Спасибо.

(Applause)

(Аплодисменты)