Témata

Dron jako nový fenomén

V seriálu o perspektivních technologiích zaujímají důležité místo také bezpilotní letadla. K anglickému pojmenování drone se český překlad trubec (včelí samec) neujal a jiný ekvivalent zatím nemáme. Tak říkáme česky dron, i když to počítač podškrtává červeně. Co však záleží na jménu! Rozhodující jsou možnosti nové techniky.

Tento článek je součástí seriálu:
Budoucnost začíná dnes
Díly
Karel Sedláček

Celý život se věnuje popularizaci vědy a techniky. Promoval na Fakultě sociálních věd UK v Praze. 
V letech 1960 až 1968 pracoval v plzeňském rozhlasovém studiu, potom až dokonce roku 1989 byl nejprve redaktorem pro vědu a techniku a později zástupcem šéfredaktora deníku Svobodné slovo. Po krátkém působení jako šéfredaktor nakladatelství Melantrich byl redaktorem a hlasatelem Rádia Svobodná Evropa až do ukončení vysílání české redakce v roce 2002. Externě spolupracoval s celou řadou českých a slovenských odborných časopisů a s Českým rozhlasem.  
Vědeckotechnická témata popularizoval v knihách Laser v mnoha podobách (Praha, 1982), Pod šifrou 2001 (Praha 1984), Atom skrývá naději (Praha 1987 - spolu s Janem Tůmou). Historii unikátní rozhlasové stanice shrnul v knize Volá Svobodná Evropa (Praha 1993). Vzpomínky na konec komunistického režimu ve Svobodném slově a vydavatelství Melantrich obsahuje publikace Balkon, fenomén listopadu 1989 ( Praha 2010 - spoluautor Milan Nevole). Události okupace Československa v srpnu 1968 přibližuje publikace Vzpomínky na Plzeň – Čas lámání chleba a charakterů (Praha 2011). V roce 2018 vydal soubor cestopisných reportáží a fejetonů Toulky s Karlem Amerikou.

Kdo je tatínkem?

Otázka by spíše měla znít, kdo je pradědečkem, protože bezpilotní letoun vynalezl profesor Archibald Montgomery Low (1888 – 1956) v roce 1916. Nazval jej Aerial Target (Vzdušný cíl). Tento anglický inženýr, a fyzik, byl také označován za otce radiových systémů díky své práci na řízených raketách, letadlech a torpédech. Mimochodem, byl také jedním z prvních, kteří věřili v uplatnění televize.

Skutečně masový rozvoj bezpilotních letadel nastal v důsledku elektronizace, miniaturizace a digitalizace na začátku tohoto století. Největší podpory, a tudíž i nejlepších výsledků se dočkaly drony ve zbrojním průmyslu. A nyní jsme každý den překvapováni novými aplikacemi a nečekanými možnostmi.

Americký úřad pro letectví FAA předpokládá, že se do roku 2020 počet dronů podstatně zvýší, pravděpodobně zdvojnásobí, protože už dnes se rýsuje velká poptávka po nových strojích pro nasazení v komerční oblasti. Úřad uveřejnil statistiku, která ukazuje úlohu dronů jako létajících inspektorů. Nejvíce se jich uplatní při kontrole průmyslových objektů ze vzduchu, dále při snímkování pro geodézii, katastrální úřady a pro stavební firmy. Velký zájem projevují už dnes zemědělské podniky a také pojišťovny při sledování přírodních katastrof atd.

V USA se předpokládá, že se letos v civilním sektoru prodá 1,9 milionuů dronů a v roce 2020 už by to mělo být 4,3 milionuů bezpilotních letadel. Ještě výrazněji stoupá poptávka po komerčních dronech. Zatímco letos se jich prodá asi 600 tisíc, v roce 2020 se očekává prodej 2,7 milionuů kusů. Za klasický příklad nasazení dronů lze považovat oznámení francouzského výrobce, že jeho drony Xamen pomáhají při kontrole vnitřních částí poškozených tankerů přepravujících ropu.

FAA zveřejnila tyto odhady, aby jimi podpořila svou snahu o registraci a také regulaci provozu bezpilotních letadel. Jistě není bez zajímavosti, že na jaře uvedla statistika, že je v USA registrováno 408 tisíc pilotů autonomních letadel.

Rostou také ceny dronů s hHigh technikou. Zatímco letos se průměr pohyboval kolem 40 tisíc dolarů, do čtyř let vzroste na 52 tisíc dolarů.

Technické finesy

Drony jsou v módě. Proto každý technický veletrh nebo výstava přinášejí nové modely nových i starých výrobců se zajímavými technickými finesami. Nebylo tomu jinak ani na letošním veletrhu spotřební elektroniky Ifa IFA začátkem září v Berlíně.

Náš dron se řídí telefonem,“ říkal vysvětloval na stánku Derrick Xiong, spoluzakladatel čínské firmy EHANG, jež se zaměřila na produkci těchto bezpilotních letadel. Když se posuvník posunuje k hornímu okraji displeje mobilu, dron letí vzhůru, když se telefonem pohybuje doprava nebo doleva, letadlo letí podle těchto pokynů. Ovšem kromě takového „manuálního“ ovládání lze dron naprogramovat. Na mapě Google Maps se najde místo, kam se chce má dron poslat. Automaticky se načtou souřadnice a stiskne se tlačítko start. Letadlo odletí naprogramovaným směrem.

Ale ani to není všechno. Dron lze ovládat pohybem AR brýlí, které si nasadí pilot.

Chceme vytvořit autentický pocit z létání, aby člověk viděl jako pták,“ říká tvrdí Derrick Xiong. Upřímně řečeno, ke splnění tohoto ideálu mají ještě daleko.

Obecně se dá říci, že technické vylepšování dronů se uskutečňuje ruku v ruce s vývojem nových aplikací. Jinými slovy – hledá se uplatnění pro drony a podle zadaných požadavků se vyvíjejí jak nové řídicí softwary, tak napájecí a komunikační i optické systémy.

Jedna aplikace atraktivnější než druhá

Na otázku, které uplatnění dronů je nejdůležitější nebo nejzávažnější, se těžko hledá odpověď. Záleží totiž, jako vždy, na úhlu pohledu.

Tak v Kanadě vymysleli a vyrobili dron, který se dá složit do batohu vedle lahve s vodou. Když člověk zabloudí v hustém porostu daleko od lidí, může si rozložený dron složit a vypustit ho jako hledáček cesty. Dron vysílá obraz okolí do telefonu zbloudilého turisty a ten po chvíli najde správný směr.


Drony nacházejí uplatnění v některých povrchových lomech v Kanadě a v USA.

Bezpilotní letadélka se dostávají do výbavy pobřežních hlídek na plážích u moří nebo i na rybníku. V případě poplachu je plavčík vyšle k hledání ztraceného plavce, kterému dron může navíc shodit záchranný kruh.

O nasazení dronů k hlídání hranic nebo továrních areálů se toho už napsalo dost. Také využívání dronů k doručování zásilek se dostává ze staádia testování do regulérního provozu.

Velmi atraktivní je nasazení dronů na solární pohon. Tento projekt, s nímž přišel jako první Facebook, má v budoucnu umožnit příjem internetu v těžko dostupných oblastech. První pokusy s dronem Aquila byly úspěšné.

Povzbudilo nás to, ale máme před sebou ještě hodně práce,“ komentoval test vedoucí projektu. Dron má rozpětí křídel jako Boeing 737, ale váží méně, asi jako malé auto. Vynese jej balon a ve výšce 18 až 27 kilometrů tam může v budoucnu kroužit až tři měsíce. Během testu na vojenské základně v Arizoně zůstal dron při prvním testovacím letu ve vzduchu déle než 90 minut.(tohle je divné, ne? 3 měsíce x 90 minut?) „To je třikrát déle, než jsme plánovali,“ řekl Jay Parikh, technický vedoucí projektu.

Americký technologický koncern Google pracuje již delší dobu na podobném projektu, ale základem sítě pro přenos internetu jsou balony a satelity.

Americká televizní společnost CNN přišla s myšlenkou zásobovat nový vysílací kanál z kamer umístěných na létajících dronech. CNN AIR (Aerial Imagery and Reporting) chce zaměstnávat dva piloty dronů na plný úvazek. Měli by za úkol hlídkovat s drony na místech potenciálního zájmu, tedy například nad velkými sportovišti, dálničními křižovatkami a podobně. Videomateriálem by zásobovali jednak CNN a jednak další stanice mediálního koncernu Turner a Time Warner.

Tento záměr oznámila CNN sice už před dvěma lety, ale zatím se plán nemohl uskutečnit. Narážel totiž na řadu byrokratických překážek. Nyní, zdá se, jsou problémy vyřešeny a nastává čas realizace.

Do praxe přechází možnost nasazovat drony jako inspektory. Mohou například kontrolovat magnetické pole nad plynovody a díky speciálním senzorům mohou sledovat kritická místa.

Díky dronům je možné již dnes provádět bez velké námahy soupisy budov a zajišťovat práci pro katastrální nebo stavební úřady. V budoucnu by mohly provádět i různé specifické činnosti (například deszinfekční postřiky při napadení střechy houbou). Pracovníci Helmholtzova centra v Drážďanech zkoušejí nasazení bezpilotních letadel při prospektorských pracích v Grónsku. V kombinaci s dalšími metodami nyní připravují geologické mapy území o rozloze 15 hektarů. Cílem expedice je objevení dalších nalezišť zinku. K základní výbavě expedice patří dvě hyperspektrální kamery, spektrometry, jež měří vlastnosti minerálů, a také bezpilotní letadla.

V Grónsku jsou drony nasazeny při vytváření geologické mapy.

Vědečtí pracovníci německého centra DLR (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt) nyní například v rámci projektu Evropské unie ARCAS (Aerial Robotics Cooperative Assembly System) poprvé dokázali integrovat do autonomního dronu robotické rameno. Takže takový dronTen pak může provádět nad plynovodem nejen inspekční činnost, ale dokáže provádět i menší opravy.

Řada možností využití dronů se nabízí ve stavebnictví.

Takový dron je naváděn autonomně pomocí GPS a vysílá precizní barevné obrazy z několika kamer. Tak má obsluha na vzdáleném místě možnost najít přesně stanovené místo a v patřičný moment vysunout robotickou ruku. V každém ze sedmi kloubů jsou zabudovány senzory, které umožňují i nejnáročnější pohyby. Tak může robot uchopit břemeno až o hmotnosti až 8 kg.

Dron Typhoon H se tváří velmi přísně, až z něho jde strach.

Speciální algoritmy propojují ovládání robotického ramene s řízením dronu, což zajišťuje stabilitu celého systému.

Výsledky tohoto projektu naznačují, že by mohl najít uplatnění i při osidlování Měsíce nebo Marsu.

Karel Sedláček

Sedlacek.Kar@seznam.cz

Související články
MM Podcast: Každé vítězství má svůj příběh

Olga Girstlová byla v 90. letech nepřehlédnutelnou součástí vznikajícího podnikatelského prostředí tehdejšího Československa. Společně se svým otcem a manželem založili v květnu 1990 společnost GiTy. Vsadili na komoditu s obrovským potenciálem technologického růstu. Po 15 letech manželé Girstlovi však dospěli k rozhodnutí společnost prodat a dále se věnovat jiným komoditám, jako například ekologickému stavitelství. 

CIMT 2021 plně prezenční

Zatímco je celý svět paralyzovaný restrikcemi proti šíření koronaviru covid-19, v Pekingu byl dnes zahájený veletrh obráběcích a tvářecích strojů China International Machine Tool Show CIMT 2021 v plné prezenční formě a téměř shodného rozsahu, jako ročníky předešlé. Ve stejný den a po celý týden, jako Hannover Messe Digital Edition – průmyslový veletrh v plně digitální platformě.

Hannover Messe 2021

Inovace, vytváření sítí a sdílení zkušeností ve věku průmyslové transformace – to jsou klíčová motta, která představují letošní ročník digitálního Hannover Messe, na kterém více než 1 800 vystavovatelů představí svá řešení pro výrobu a energetické systémy budoucnosti. Od umělé inteligence po robotiku, od ochrany klimatu po vodík. Nejdůležitější světový průmyslový veletrh plní svoji roli jako inovační a síťová platforma a vytváří uprostřed koronové pandemie globální platformu pro výměnu zkušeností v době průmyslové transformace.

Související články
MM Podcast: Glosa - God Save the Queen

V naivní představě ekonomického perpetuum mobile zaměstnáváme v poměru k reálné ekonomice nejvyšší počet lidí ve státní a veřejné správě v rámci nejrozvinutějších zemí OECD. Rakovinotvorný rozbujelý a nevýkonný úřednický aparát, vědomě bojkotující vznik e-státu, dokonale paralyzuje správu věcí veřejných. A jeho solidarita s aktuálně zdecimovaným privátním sektorem? Home office na 100 % mzdy, její valorizace, statisícové odměny na MF za ušetřené miliardy (…). 

Související články
V hlavní roli strojař

Fakulta strojní VŠB-TUO se pro letošní rok v rámci náborové kampaně vrací k úspěšné sérii V hlavní roli strojař. Kampaň komunikuje myšlenku, že strojaři jsou hvězdy hrající hlavní roli v moderním světě. Jejím cílem je zlepšit vnímání oboru strojírenství, posílit brand fakulty, a samozřejmě také nalákat uchazeče ke studiu strojařiny.

Chytrá kombinace systémů

Vývoj obráběcích technologií v minulém století nabral na obrátkách. Dnes jsme tuto technologii dotáhli téměř k dokonalosti – jsme schopni vyrobit předměty libovolných tvarů v přesnostech na tisíciny milimetru. Dalo by se říct, že pro zlepšení zde už příliš prostoru nezbývá, přesto nás přední výrobci obráběcích strojů a nástrojů pravidelně přesvědčují o opaku. Progresivní a inovativní přístup společnosti Ceratizit je toho jen dalším důkazem. Nedávno na trh uvedla přesnou vyvrtávací hlavu Komflex z produktové řady Komet, která umožňuje automatickou korekci průměru v případě vyvrtávání přesných otvorů. Jak to nástroj dokáže, upřesňuje v následujícím rozhovoru technický ředitel společnosti Ceratizit Česká republika Ing. Jan Gryč.

MSV ve znamení materiálů i technologií

Všichni, kdo máme něco společného se strojírenstvím, pevně věříme, že se v letošním roce opět otevřou brány brněnského výstaviště pro Mekku strojařů z celého světa – Mezinárodní strojírenský veletrh. Na MSV se letos, mimo lidi z dalších oborů, setkají i výrobci plastů a též špičkových zařízení pro plastikářskou výrobu. Na naše otázky odpovídají Pavel Tuláček, jednatel společnosti Gorilla Machines, a David Svoboda, jednatel Sumitomo (SHI) Demag Plastics Machinery Česko.

Aditivně s nadzvukovou rychlostí

Společnost Hermle je známá především pro svá přesná pětiosá obráběcí centra a nadstandardní servis. Už málokdo ví, že vyvinula také stroj pro aditivní výrobu kovových dílů. Přestože je i tato technologie založena na postupném vrstvení kovového prášku na součást, nedochází zde ke spékání prášku laserovým paprskem, ale kovový prášek je tryskou doslova nastřelován na díl nadzvukovou rychlostí. Na detaily jsme se zeptali technického zástupce společnosti Hermle Pavla Němečka.

Názorové fórum odborníků

Respondenty jsme požádali o jejich názor na podobu budoucích technologií. Současná situace přinesla mnoho omezení, mezi jinými postihla také dodavatelské řetězce, znemožnila včasné dodávky do výrobních podniků a přinesla vyšší nároky na bezpečnost zaměstnanců. Jaké nové technologie podle vás mají v současné situaci největší potenciál se prosadit?

Svařování mědi pomocí vláknového laseru

Rychlý rozvoj v oblasti elektromobility vede ke zvýšení poptávky po svařování mědi. To, co ji činí pro danou aplikaci ideální (tj. vysoká elektrická a tepelná vodivost), ji zároveň činí obtížně svařitelnou konvenčními vláknovými lasery. Díky vyšší efektivitě, zhruba dvojnásobné, někteří výrobci zkoušejí používat zelené pevnolátkové lasery. Výsledkem je stabilnější a méně citlivý proces, než jaký byl možný u standardních vláknových laserů.

Procesně stabilní zpracování recyklátů

Do roku 2025 si Evropská unie klade za cíl ročně více než zdvojnásobit používání recyklátů při výrobě plastových výrobků [1, 2]. K dosažení tohoto cíle jsou kromě závazku firem působících na trhu a vyšší kapacity při zpracování plastového odpadu zapotřebí především nové technologie zpracování. Recykláty je nutné používat v daleko větší míře a v ještě vyšších poměrech. S novými procesy vstřikování na jedné straně a inteligentní podporou na straně druhé sleduje výrobce vstřikovacích strojů Engel různé a často velmi slibné přístupy. Výroba boxů a kontejnerů ukazuje na velký potenciál.

Uplatnění kovového 3D tisku

Společnost Misan z Lysé nad Labem se aditivními technologiemi kovových dílů zabývá a tato zařízení v České republice distribuuje už osm let. Dalo by se říct, že je jedním z průkopníků s těmito technologiemi na českém trhu. Z toho pochopitelně vyplývají také její bohaté zkušenosti s touto relativně mladou výrobní disciplínou. Na otázky, kde tyto technologie nacházejí uplatnění a v jakých oblastech mohou vyniknout, jsme se ptali aplikačního inženýra pro kovové aditivní technologie Jana Hudce.

Aditivní výroba velkých dílů

Porto patří k největší průmyslové oblasti Portugalska. Od roku 1956 zde sídlí přední světový výrobce strojů technologie tváření – společnost Adira.

Fórum výrobních průmyslníků

Jaké zásadní problémy vám současná doba přináší do chodu firmy, jak se je snažíte řešit a s jakým výsledkem?

Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členy naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit