Wakacje z dronami

Dron – ten obco brzmiący wyraz robi ostatnio oszałamiającą karierę. Do niedawna kojarzone jedynie z niosącymi zagładę amerykańskimi maszynami wojskowymi pokroju Predatora, teraz drony znacznie częściej utożsamiane są z niewielkimi, wyposażonymi w kamerę zdalnie sterowanymi urządzeniami latającymi, które mieć może prawie każdy. Co więcej, zainteresowanie nimi ciągle wzrasta, szczególnie teraz – są wakacje, a za oknami jest odpowiednio ciepło.

Fachowo drony nazywa się bezzałogowymi statkami powietrznymi (UAV – Unnmanned Aerial Vehicle). Ich piloci, wykwalifikowani operatorzy i modelarze, wolą jednak nazwę multikoptery bądź wielowirnikowce, nawiązującą do liczby śmigieł generujących siłę nośną. I choć większość entuzjastów jak ognia unika określenia „dron”, choćby z uwagi na jego pierwotne, militarne pochodzenie (niektóre źródła mówią, że słowo wywodzi się jeszcze z lat 30. ubiegłego wieku), to jednak nazwa ta przylgnęła do urządzeń już chyba na stałe, i to niezależnie od ich rozmiarów czy zastosowania.

Po ogromnym sukcesie niewielkich kamerek sportowych nietrudno domyślić się, skąd bierze się fascynacja dronami. Podobnie jak słynne już kamery GoPro, te latające maszyny zapoczątkowały prawdziwą rewolucję w amatorskim filmowaniu, umożliwiając robienie zdjęć z nieosiągalnej dotąd perspektywy – tym razem jednak zamiast znajdować się w samym centrum akcji, rejestruje się ją z lotu ptaka. Efekty są niesamowite! Wystarczy zajrzeć do serwisu YouTube, gdzie aż roi się od filmów nagranych z drona. Znaleźć tu można naprawdę wszystko – od przelotów nad lasami i łąkami, poprzez majestatyczne 360 stopniowe ujęcia okazałych zamków, po dynamiczne nagrania wyścigów motocrossowych i zjazdów narciarskich.

Wrażenia związane z oglądaniem filmów wykonanych z pokładu drona byłyby jednak dużo mniej imponujące, gdyby nie specjalnie skonstruowane dla nich stabilizatory obrazu, tzw. gimbale. Nie tylko tłumią one wszelkie drgania przenoszone na kamerę i łagodzą jej odchylenia powstałe podczas manewrów multikoptera, ale i pozwalają na zdalne ustawienie jej położenia. Najnowsze, najbardziej zaawansowane trzyosiowe stabilizatory umożliwiają ręczne obracanie kamery nawet o 360 stopni. Są i takie, które pozwalają dokładniej ustawić kadr dzięki możliwości sterowania kamerą za pomocą osobnej aparatury – pilot musi tylko kontrolować drona. Wiąże się to oczywiście z kolejną niezwykle przydatną funkcją, czyli podglądem na żywo tego, co w danej chwili widzi obiektyw kamery – czy to na wbudowanym w aparaturę wyświetlaczu, czy na ekranie smartfona bądź tabletu.

Nie każdy jednak chce samemu bawić się w podniebnego fotografa. Raz, że precyzyjne kadrowanie i ręczna korekcja ustawień kamery (na którą pozwalają niektóre urządzenia) wymaga sporej wiedzy, a dwa, że cały czas trzeba też myśleć o utrzymaniu drona w powietrzu. Producenci pomyśleli jednak i o tym. Najpierw w cywilnych dronach pojawiła się możliwość zaprogramowania autonomicznego lotu po wyznaczonych na mapie punktach, później dodano do tego jeszcze funkcję „Follow me”, czyli w pełni niezależne podążanie maszyny za osobą dzierżącą aparaturę bądź wyposażoną w dedykowany nadajnik. To idealne rozwiązanie dla miłośników sportów ekstremalnych – oczywiście tylko tych naziemnych.

Na tym jednak nie koniec, bo próbując dotrzeć do nowych, dotąd niezainteresowanych dronami klientów, branża poczyniła kolejny krok. Stworzyła, między innymi z pomocą serwisu zbiórkowego Kickstarter, pierwsze całkowicie autonomiczne platformy służące do robienia zdjęć i filmowania. Wśród ciekawszych projektów tego typu wymienić można choćby systemy AirDog i PlexiDrone. Poza nieco innym sposobem przygotowania do lotu (mają składane bądź odłączane ramiona) oba oferować mają śledzenie użytkownika, i to z automatycznym omijaniem przeszkód terenowych. Co prawda AirDog jest dużo bardziej zaawansowany pod względem liczby autonomicznych trybów lotu (może m.in. krążyć nad celem, podążać wyznaczoną wcześniej ścieżką czy stale utrzymywać dany cel w obiektywie), ale to PlexiDrone ma mieć możliwości rodem z filmów science fiction. Wyobraź sobie krążący nad tobą rój dronów dokumentujący z kilku różnych perspektyw naraz twoje osiągnięcia sportowe, widowiskowe zjazdy na nartach czy przebieżkę po parku – choć to jeszcze pieśń przyszłości, zamysł automatycznego współdziałania w powietrzu kilku takich samych dronów (bez obawy o ewentualne kolizje) jest nad wyraz ciekawy. Trudno więc dziwić się, że koncepcja ta coraz częściej towarzyszy nowym projektom.

Podobną funkcjonalność będzie miał choćby niewielki, znacznie poręczniejszy niż dwa wymienione wyżej drony autonomiczny ZANO, wyposażony w diodowy wyświetlacz służący m.in. do odliczania czasu do pstryknięcia selfie. Jednak żaden z tych systemów nie zrobił dotąd takiej furory jak zapowiedziana w pierwszych tygodniach maja Lily. Ta niewielka fruwająca kamera urzeka nie tylko swoim wyglądem, mającym przywodzić na myśl miłego towarzysza podróży, ale i ponadprzeciętnymi możliwościami. Dość powiedzieć, że wystarczy rzucić ją przed siebie, by jeszcze w powietrzu sama się uruchomiła, uniosła w górę i, podążając za lub przed użytkownikiem, rozpoczęła nagrywanie. Do tego niestraszna jej też woda, dzięki czemu nie trzeba się obawiać zamoczenia urządzenia. Do śledzenia pozycji użytkownika wystarczy jej niewielki, założony na nadgarstek nadajnik, który służyć może również za mikrofon, eliminując w ten sposób denerwujący szum śmigieł. Słowem – rozwiązanie idealne.

Wobec tak ogromnej popularności nowej koncepcji nie trzeba było długo czekać na konkurencję dla Lily. Pierwszy kandydat już jest i nazywa się Sprite – to niewielki przenośny dron o wytrzymałej i modularnej konstrukcji. By sfinansować ten projekt w serwisie Kickstarter, wystarczyły dwa tygodnie – ostatecznie Sprite zebrał tam 400 tys. dolarów. Oczywiście na rynku dostępne są również i małe, dużo tańsze modele, bez wymyślnych rozwiązań technologicznych, utrzymywania pozycji na podstawie systemu GPS czy podglądu wideo. I to właśnie od nich należałoby zaczynać własną przygodę z dronami.

Tak zapewne myśli większość osób, które decydują się na zakup pierwszego drona. Z miejsca popełniają swój pierwszy błąd. O ile bowiem podczas lotu pilot wspomagany jest zestawem czujników gwarantujących automatyczną stabilizację maszyny niezależnie od wykonywanych manewrów, o tyle o jej bezpieczne kontrolowanie w powietrzu trzeba zadbać już całkowicie samodzielnie. W razie wybrania złego kierunku ruchu nikt cię tu nie poprawi, a wbrew pozorom wcale o to nietrudno, przynajmniej na początku.

Podstawowym problemem, z którym musi zmierzyć się każdy świeżo upieczony operator multikoptera, jest zrozumienie podstaw sterowania urządzeniem w trójwymiarowej przestrzeni. Dron może się bowiem swobodnie poruszać nie tylko do przodu, do tyłu i na boki, ale również wznosić się do góry, opadać i obracać wokół własnej osi. Wszystkie ruchy są kontrolowane za pomocą drążków aparatury, przy czym przypisany im układ kierunków może być różny, w zależności od regionu geograficznego. Dwa najczęściej występujące to Mode 1 i Mode 2, które różnią się jedynie umiejscowieniem przepustnicy. W Europie preferowany jest Mode 2, z „gazem” po lewej stronie.

Dużo więcej kłopotów sprawić może zmiana kierunków sterowania, kiedy statek zmienia orientację w przestrzeni. W standardowym trybie lotu, gdy model ustawiony jest tyłem do operatora, frunie dokładnie w tym kierunku, w którym wychylony zostanie prawy drążek nadajnika (w przypadku Mode 2). Innymi słowy przesunięcie drążka do przodu spowoduje, że dron poleci przed siebie, a poruszenie go w prawo wymusi ślizg w tym kierunku. Sytuacja komplikuje się w chwili obrócenia modelu przodem do operatora, bo wówczas kierunki lotu również się odwracają. Prawa staje się lewą, lewą – prawą, a przód – tyłem. Dzieje się tak dlatego, że sterowanie uzależnione jest nie od pozycji operatora, a od orientacji drona. Jeśli pilot nie będzie o tym pamiętać, może się to dla niego skończyć np. zderzeniem z powracającym statkiem.

Co prawda producenci i na to znaleźli sposób, oferując w niektórych bezzałogowcach specjalny tryb dla początkujących, tzw. headless, w którym dzięki magnetometrowi kierunki ruchu pozostają niezmienione, ale z racji możliwych zaburzeń tego czujnika trudno uznać to rozwiązanie za niezawodne.

Multikoptery to bardzo zaawansowane technicznie urządzenia – choćby dlatego ich piloci powinni znać możliwości i ograniczenia posiadanych platform, a także mieć świadomość niebezpieczeństw, jakie mogą zaistnieć podczas ich użytkowania. Brzmi to może trywialnie, ale prawda jest taka, że spora część nabywców gotowych systemów nie wysila się nawet na tyle, by przeczytać załączoną do urządzenia instrukcję obsługi. Skutki takich zaniechań bywają opłakane, o czym dotkliwie przekonał się ostatnio podczas swojego koncertu Enrique Iglesias. Przytrzymując kamerę wiszącego nad nim drona, prawdopodobnie zaburzył pracę czujników, przez co maszyna zaliczyła niekontrolowany obrót, mocno raniąc jego dłoń. Mógł to jednak przewidzieć, bo wirujące śmigła multikoptera upodabniają go do latającej kosiarki.

Niestety upowszechnienie się dronów nie przełożyło się na zwiększenie świadomości wśród użytkowników. Coraz częściej mówi się o ewentualnym naruszaniu prywatności przez filmujące wszystko latające platformy, a zapomina się o znacznie poważniejszych zagrożeniach płynących z nieodpowiedzialnego ich używania, choćby totalnej samowolki podczas wyboru lokalizacji do lotu. Świeżo upieczeni piloci wybierają miejscówkę, kierując się jedynie tym, by nagrany materiał był jak najbardziej widowiskowy, nie zważając przy tym ani na ludzi, ani na otaczające budynki. Tymczasem wystarczy jeden niewielki błąd, np. złe skalibrowanie kompasu bądź niekontrolowanie czasu lotu i szybkości rozładowywania się baterii, by maszyna wyrwała się spod kontroli lub, co gorsza, spadła na ziemię, wcześniej wyrządzając komuś krzywdę. Stąd tak ważne jest sprawdzenie stanu drona przed lotem (własna lista kontrolna jest więcej niż pożądana) czy choćby odczekanie, aż system znajdzie odpowiednią liczbę satelitów i zapisze pozycję startową, by w razie czego mógł zainicjować tryb „Return-to-Home”.

Istotne znaczenie ma nawet aktywność słoneczna, bo koronalne wyrzuty masy w czasie burz słonecznych mogą poważnie zaburzyć działanie magnetometru i systemu GPS. Dlatego świadomy użytkownik drona w swoim smartfonie zainstalowaną ma aplikację pozwalającą na bieżąco monitorować ewentualny wpływ słońca na ziemską magnetosferę (tzw. indeks Kp). Dobre przygotowanie i doza ostrożności pozwoli zminimalizować ryzyko ucieczki bądź wypadku multikoptera.

Wybór miejsca do lotu obłożony jest jeszcze dodatkowymi ograniczeniami. Wszędzie na świecie obowiązują określone miejscowe przepisy dotyczące korzystania z przestrzeni powietrznej. W Polsce podzielono ją na strefy. Latając rekreacyjnie bądź sportowo dronem o wadze poniżej 25 kg, bez specjalnych pozwoleń możesz poruszać się tylko w niekontrolowanej strefie G (do wysokości około 2892 metrów – jak na razie nieosiągalnej), i to tylko mając multikopter cały czas w zasięgu wzroku (VLOS – Visual Line of Sight). Naruszenie tych przepisów grozi karą pozbawienia wolności do lat pięciu i wysoką grzywną. Z uwagi na dość duże zagęszczenie stref kontrolowanych i wyłączonych z ruchu znalezienie bezpiecznego miejsca do lotu może być utrudnione. Na szczęście z pomocą przychodzą mapy Polskiej Agencji Żeglugi Powietrznej.

Warto wiedzieć, że Polska jest w przededniu pojawienia się nowych regulacji prawnych dotyczących korzystania z dronów cywilnych. Obecnie obowiązujące przepisy pochodzą z 2002 roku (zostały zmienione w 2013) i wyraźnie odstają od rzeczywistości. Szykowane przez Urząd Lotnictwa Cywilnego zmiany mają zwiększyć bezpieczeństwo wszystkich wykonywanych lotów. W jaki sposób? Przede wszystkim poprzez wprowadzenie obowiązku ukończenia szkolenia teoretycznego już nie tylko przez osoby chcące zdać egzamin na certyfikowanego operatora drona, ale przez wszystkich ich posiadaczy. Poza tym wyznaczone zostaną granice lotów w zasięgu wzroku (do 500 metrów w poziomie i 150 metrów w pionie), a miejsca, gdzie latanie jest całkiem niedopuszczalne, zostaną wskazane bardziej precyzyjnie. Pojawienie się tych uregulowań jest niemal pewne, pozostałe zmiany w przepisach to nadal wielka niewiadoma.

O ile rekreacyjnie może polatać sobie każdy, kto zna przepisy, o tyle wszystkie loty o charakterze komercyjnym, takie jak choćby świadczenie usług filmowych, wymagają posiadania świadectwa kwalifikacji operatora bezzałogowego statku powietrznego (UAVO). Pierwsze z nich uprawnia jedynie do lotów w zasięgu wzroku (VLOS). By je uzyskać, trzeba mieć co najmniej 18 lat i średnie wykształcenie, wykazać się wiedzą z zakresu prawa lotniczego, budowy multikopterów, zasad wykonywania lotów, elementów pierwszej pomocy, a także umiejętności pilotażu. Konieczne jest również posiadanie aktualnego orzeczenia lotniczo-lekarskiego o braku przeciwwskazań do kierowania bezzałogowym statkiem powietrznym oraz ubezpieczenia OC. Nie trzeba za to przechodzić specjalistycznego kursu przygotowawczego, który w naszym kraju organizują różne prywatne ośrodki. Obowiązek ten pojawi się zapewne już wkrótce, wraz z wejściem w życie nowego prawa.

Co istotne, egzamin praktyczny zdawany jest na własnej maszynie. W większości przypadków równoznaczne jest to z wpisaniem jej kategorii wagowej do świadectwa. Oznacza to jednak, że jeśli np. twój bezzałogowiec nie waży więcej niż 2 kg, to na podstawie otrzymanego certyfikatu nie będziesz mógł pilotować maszyny z przedziału 2–7 kg bądź 7–25 kg. Warto również pamiętać, że dopiero zdobycie uprawnień na latanie w zasięgu wzroku (VLOS) pozwala, po uprzednim kursie, przystąpić do egzaminu, którego zdanie pozwala latać poza zasięgiem wzroku (BVLOS). Sądząc po zainteresowaniu certyfikatem UAVO, jakie widać w ostatnich miesiącach, i wysypie nowych, niesamowicie zaawansowanych platform, rok 2015 może okazać się rokiem dronów.

Niewielkie, wielowirnikowe bezzałogowce udowodniły już swoją przydatność w wielu sytuacjach, a ich producenci nadal nie szczędzą czasu i środków na poszukiwanie coraz to nowych zastosowań. Drony wykorzystywane są obecnie do monitoringu i ochrony obiektów, np. na kolei, poszukiwania zaginionych osób, kontroli tłumów i zabezpieczania dowodów w dochodzeniach policyjnych (np. w Belgii). Firmy Amazon i DHL prowadzą testy dostarczania przesyłek drogą powietrzną. Stopniowo do dronów przekonują się urzędnicy magistratów, sięgając po bezzałogowce w celu stworzenia wyjątkowo precyzyjnych ortofotomap, tworzenia modeli 3D rzeźby terenu czy namierzania nieuczciwych podatników. Coraz bardziej zaawansowane oprogramowanie pozwala znaleźć zastosowanie dla dronów nawet w przemyśle wydobywczym, gdzie mogą na przykład pomóc obliczać objętość hałd węgla. Jednak największe pole do popisu dla bezzałogowców stanowi rolnictwo. Już teraz dzięki kamerkom spektralnym osadzonym na fruwających systemach możliwe stało się kontrolowanie upraw, badanie wegetacji roślin i szybkie opanowywanie ewentualnych chorób. A to tak naprawdę dopiero początek!

• na początku nauki zamiast drogiego sprzętu kup coś małego, co pozwoli ci nauczyć się latać bez obawy o ewentualne koszty naprawy
• zainwestuj w dobry symulator (RealFlight bądź AeroSIM RC) i ćwicz na komputerze, gdy pogoda nie sprzyja ćwiczeniom na dworze
• nie lataj nad głowami ludzi, w miastach, na imprezach masowych – wybieraj miejsca odludne i nie naruszaj prywatności innych
• używaj wyobraźni, aby mieć świadomość ewentualnych zagrożeń