Анатолий Череповский  |
| Это пока фантастический «Автоматор» компании Geophysical Technology. Фото из журнала First Break европейского общества геоученых и инженеров (EAGE) |
Согласно прогнозам различных экспертов, в ближайшие 15–20 лет роботы могут взять на себя половину тех функций, за которые сейчас платят людям, и многие профессии прекратят существование. Это касается работников не только физического, но и умственного труда.
Почти во всех отраслях промышленности есть потенциал частичной автоматизации. Что касается геологоразведки и, в частности, разведочной геофизики, то она всегда была связана с использованием большого количества транспортных средств и различных механизмов, а также со значительным объемом ручного труда, зачастую в очень сложных природно-климатических условиях Крайнего Севера, Сибири и Дальнего Востока. Поэтому возможность автоматизации и роботизации тех или иных видов полевых работ позволит повысить их безопасность, сократить сроки и снизить стоимость.
Оптимисты полагают, что уже в ближайшие годы при полевых работах будут реже реветь моторы колесных и гусеничных вездеходов. На смену им придут бесшумные летающие и передвигающиеся по земле роботы разнообразного назначения. В последнее десятилетие появилось много небольших летательных аппаратов любительского и коммерческого назначения. Такие беспилотные летательные аппараты самолетного и вертолетного типа (БПЛА или просто «беспилотники», «дроны») вызвали большой интерес у заказчиков и исполнителей геологоразведочных работ.
В первую очередь беспилотники могут выполнять детальную фото- и видеосъемку местности. Руководители геологических и геофизических партий получают «дополнительные глаза», благодаря которым можно оперативно отслеживать все этапы полевых работ: топогеодезические работы, рубку и расчистку просек в лесу, строительство переправ, установку измерительной аппаратуры, замену неисправного оборудования или «севших» аккумуляторов.
Неблагоприятные погодные условия – снегопады и бураны зимой или грозы и ливни летом – оказывают сильное влияние на ход полевых работ или даже приостанавливают их. Своевременный просмотр видеозаписей, полученных беспилотниками, позволяет водителям автотранспорта и пешим отрядам оперативно изменять свои маршруты в случае возникновения лесных завалов, размыва дорог, повышения уровня воды в реках и т.п.
Популярность беспилотников растет по экспоненте. В США к концу 2016 года было зарегистрировано несколько сотен тысяч дронов, а в течение текущего года их количество может достигнуть 2,5 млн.
Надо сказать, что правила любительского и коммерческого использования беспилотников только разрабатываются и часто пересматриваются. В прошлом году в России были смягчены правила использования беспилотников (см. Федеральный закон № 291-ФЗ «О внесении изменений в Воздушный кодекс Российской Федерации»). От обязательной сертификации и государственной регистрации освободили беспилотные гражданские воздушные суда максимальной взлетной массой менее 30 кг. Реестр беспилотников, подлежащих регистрации по текущим законам, будет контролировать Росавиация. Чтобы внести в него свой летательный аппарат, надо будет подать соответствующее заявление, указав характеристики беспилотника и информацию о владельце.
Важно, что в новой редакции Воздушного кодекса вводится и новый термин – «внешний пилот». Внешним пилотом, обладающим правами командира воздушного судна, является лицо, имеющее действующее свидетельство пилота (летчика, внешнего пилота), а также подготовку и опыт, необходимые для самостоятельного управления воздушным судном определенного типа.
Как видим, применение беспилотников в России в настоящее время затруднено. Но Воздушный кодекс часто корректируется, и можно надеяться, что широкое применение беспилотников при геологоразведочных и геофизических работах станет в нашей стране реальностью. Конечно, коммерческий беспилотник недешев – его цена может превышать 1 млн руб. Но его использование с лихвой оправдывается оперативным контролем сохранности и работоспособности установленного на площади работ геофизического оборудования, стоимость которого измеряется десятками и сотнями миллионов рублей.
В последние годы американские геофизики-сейсморазведчики, эксплуатирующие преимущественно бескабельную аппаратуру с автономной регистрацией сейсмических данных, расширили область применения беспилотников, установив на них средства радиосвязи небольшого радиуса действия. Чаще всего применяется стандарт Wi-Fi на частоте 2,4 ГГц. Теперь, помимо фото- и видеорегистрации, беспилотник, летающий со скоростью 40–50 км/час на высоте от 50 до 150 м, может собирать разнообразную информацию о функционировании наземного регистрирующего оборудования и даже считывать и передавать геофизические данные.
До последнего времени для этого приходилось создавать бригады из одного-двух человек, обычно использующих портативные компьютеры, соединенные с антеннами высотой 2–3 м, установленными на тех или иных транспортных средствах (внедорожники, багги, лодки – в зависимости от поверхностных условий). Отказ от использования тяжелого транспорта, наносящего существенный вред дикой природе, существенно снизит стоимость полевых работ и упростит вопросы охраны окружающей среды.
Университет Хьюстона продвинулся значительно дальше в вопросах роботизации и занялся конструированием «сейсмического дрона». В Техасе уже проведены опытные работы с беспилотником-квадрокоптером, в четырех ногах-опорах которого были установлены сейсмоприемники для регистрации колебаний грунта. Такой автономный регистрирующий прибор способен перелетать с места на место по команде оператора и в нужные периоды времени регистрировать колебания грунта, то есть сейсморазведочные данные. Хотя контакт сейсмоприемников с грунтом у сейсмического дрона получался намного хуже, чем у сейсмоприемников, вдавленных в грунт вручную, качество сейсмограмм было сопоставимым, что доказывает хорошие перспективы применения сейсмических дронов в случае относительно мягкого грунта (поля с невысокой травой, пашня и т.п.).
Есть еще целый ряд идей, практическим воплощением которых заняты исследователи в разных странах уже несколько лет. Во-первых, разработка снабженных сейсмоприемниками самоходных сейсморазведочных роботов, способных по команде оператора (или по заранее заложенной программе) передвигаться на предписанные пункты наблюдения. Как вариант, такие модули-роботы могут быстро доставляться на нужные участки работ с помощью квадрокоптеров, мультикоптеров или дронов-трансформеров с вертикальным взлетом.
Изучаются также возможности применения беспилотных (колесных и шагающих) наземных транспортных средств или роботов для установки и сбора сейсмоприемников или автономных модулей. В США уже имеются патенты, в которых описана не только конструкция робота для доставки и установки сейсморегистрирующего оборудования, но и алгоритм действий робота на каждом пункте приема в зависимости от типа грунта и качества контакта сейсмоприемников с ним.
Таким образом, сейчас разрабатывается и тестируется целый ряд беспилотных летательных аппаратов и самоходных наземных аппаратов, снабженных сейсмоприемниками. Они способны обеспечивать качество данных, сравнимое с тем, которое можно получить при обычных полевых работах, когда приемники устанавливаются вручную. Это направление развивается очень быстро, и можно предположить, что в ближайшее десятилетие многие виды полевых геофизических работ будут автоматизированы или роботизированы.
Как-то после лекции по автоматизации и роботизации в геологоразведке меня спросили, как я отношусь к таким направлениям и формам научно-технического прогресса и приветствую ли я их. Что тут сказать? Встречать инновации лишь с восторгом наивно и неправильно. Надо стараться понять, каким будет будущее отрасли, да и всей промышленности, и как к этому будущему приспосабливаться.
