В США запустили автономную линию доставки медикаментов дронами
Компания UPS объявила о запуске постоянной линии доставки медикаментов и образцов для лабораторных анализов с помощью дронов. Как сообщается в пресс-релизе, пока доставка будет работать только в городе Роли, штат Северная Каролина. Беспилотники будут курсировать по заданному маршруту между больницами и медицинскими центрами WakeMed.
В настоящее время для доставки образцов для анализов и медикаментов между медицинскими центрами чаще всего используют автомобили. В том числе так перевозят образцы или лекарства, чувствительные к температуре, или которые нужно использовать в течение нескольких часов. Если машина с таким грузом застрянет в пробке, он может стать непригодным для использования или проведения анализов.
Альтернативным вариантом доставки, может стать доставка дронами. В этом случае перевозка не зависит от дорожного движения и пробок, благодаря чему перевозить грузы с помощью беспилотников на небольшие расстояния можно быстрее. Кроме того, дроны позволяют доставлять хрупкие грузы по бездорожью и в отдаленные районы — именно поэтому программа по доставке медикаментов и образцов крови беспилотниками стартовала в 2016 году в Руанде. Эксперименты по доставке медикаментов в отдаленные районы страны проводились и в США. Американские исследователи выяснили, что дронами можно доставлять даже органы для трансплантации: в процессе транспортировки ткани не повреждаются. Однако до сих пор никто не пытался организовать регулярные линии доставки дронами лекарств и биологических образцов.
Этим занялась компания UPS, которая, в том числе, занимается доставкой в больницы и медицинские центры. UPS запустила программу в партнерстве с компанией Matternet, разработчика технологической платформы, позволяющей управлять автономными полетами в городах. Для полетов используются дроны производства Matternet, которые могут перевозить полезный груз весом до пяти килограммов на расстояние до 20 километров.
Тестовые испытания технологии управления полетами проводились в августе прошлого года на территории кампуса сети WakeMed, расположенной в столице Северной Каролины городе Роли. А сейчас дроны начнут курсировать между кампусом, двумя больницами и восемью поликлиниками сети. Медики будут загружать в контейнер образцы или медикаменты и прикреплять его к беспилотнику. Затем дрон полетит по заранее известному маршруту из какого-либо центра WakeMed в кампус, где находятся главная больница и центральная лаборатория сети. Следить за его полетом будет сертифицированный оператор. Дроны будут работать в дополнение к обычной автомобильной доставке.
В начале 2017 года UPS продемонстрировала технологию доставки небольших грузов с помощью дронов, которые запускались с роботизированной платформы на крыше грузовика. Так компания планировала перевозить грузы в сельской местности. Однако демонстрация пошла не по плану и стало понятно, что система еще нуждается в доработках.
Он может сам подключаться к зарядной станции
Инженеры разработали дешевое решение для автономной подзарядки электрических мультикоптеров. Система под названием AutoCharge представляет собой зарядную станцию с коннектором, оснащенным электромагнитом. Дрон также оснащается магнитным коннектором, размещенном на конце гибкого шнура. При сближении дрона со станцией, коннекторы притягиваются друг к другу, обеспечивая надежное электрическое соединение на время зарядки батареи. Препринт статьи опубликован на сайте arxiv.org. На сегодняшний день мультикоптеры — наиболее популярный тип беспилотных летательных аппаратов. Однако при всех достоинствах, дроны, построенные по этой схеме, обладают ключевым недостатком, который заключается в относительно невысокой продолжительности полета. Для большинства существующих моделей оно не превышает получаса. Увеличение количества батарей на борту приводит к утяжелению дрона и снижению массы полезной нагрузки, которую он способен нести. Например, квадрокоптер US-1, созданный компанией Impossible Aerospace способен на одном заряде провести в воздухе целых два часа и пролететь около 75 километров, но его собственная масса при этом составляет 7,1 килограмма, а полезная нагрузка массой всего лишь 1,3 килограмма снижает время полета со 120 минут до 78. Другой подход к увеличению времени полета дрона — использовать системы автоматической замены или подзарядки батарей в формате зарядных станций, расположенных на пути беспилотника. Однако существующие на сегодняшний день решения (гнезда дронов) не универсальны, имеют сложную конструкцию и высокую стоимость. Кроме того, от мультикоптера обычно требуется точная посадка на платформу, что не всегда легко реализовать на открытом воздухе. Группа инженеров под руководством Джузеппе Лоянно (Giuseppe Loianno) из Нью-Йорского университета разработала простое и дешевое решение AutoCharge для автономной подзарядки дронов любого размера. Оно представляет собой небольшую док-станцию на верхней части которой располагается электрический коннектор, совмещенный с электромагнитом. К дрону крепится гибкий шнур, один конец которого подсоединен к схеме питания батареи дрона, а на другом конце располагается коннектор с постоянным магнитом. Когда батарея беспилотника разряжается ниже порогового значения, он подлетает к зарядной станции. Свободно свисающий на конце шнура магнитный коннектор дрона оказывается в зоне действия магнитного поля электромагнита, встроенного в коннектор на док-станции, притягивается к нему и происходит их стыковка. Правильному и надежному соединению также способствуют отверстия, расположенные на коннекторе док-станции и выступающие штифты на коннекторе дрона. После успешного соединения электромагнит, встроенный в док-станцию, отключается и начинается зарядка батареи дрона. В этот момент дрон может приземлиться рядом или продолжать выполнять задачи в воздухе. После восполнения заряда батареи беспилотник может продолжать полет. Для этого он механически отсоединяет свой коннектор от зарядной станции, на которой с небольшой задержкой снова включается электромагнит, для выполнения следующей стыковки. По словам разработчиков, такая схема зарядки проста, подходит для дронов разных размеров и не требует использования сложных алгоритмов и механизмов для точной посадки, а стоимость док-станции с выполненным с помощью 3D печати корпусом не превышает 50 долларов. Длина шнура может подбираться в зависимости от задач. Например, если дрону не требуется находиться в воздухе во время зарядки, шнур может быть коротким. Это снижает массу дрона и повышает эффективность зарядки, а также почти не влияет на точность управления в полете. https://www.youtube.com/watch?v=6xYvI-qIe3M&t=11s Разработчики провели эксперимент, в ходе которого тестовый квадрокоптер действовал полностью автономно. После полетов по заданной траектории и уменьшения напряжения батареи до минимума дрон подключался к зарядной станции. Зарядив батарею, беспилотник отсоединял коннектор и вновь продолжал полет до очередного разряда. Эксперимент продолжался в течение десяти часов. В будущем инженеры планируют добавить возможность использовать систему зарядки AutoCharge без предварительного знания о местоположении зарядной станции, полагаясь лишь на бортовые камеры дрона для ее визуальной локализации. В случае если необходимо выполнять полеты дольше нескольких часов, дроны-квадрокоптеры оснащают гибридной силовой установкой. В такой схеме беспилотник использует электромоторы для вращения винтов, но энергия для них вырабатывается двигателем внутреннего сгорания. Например, в 2018 году китайские инженеры продемонстрировали полет шестироторного мультикоптера, оснащенного ДВС и аккумуляторами, в ходе которого дрон продержался в воздухе 7 часов и 17 минут.