Tecnologia de drones amplia o alcance da IoT móvel

Veículos aéreos não tripulados, mais popularmente conhecidos como “drones”, mudaram o sonho dos irmãos Wright de vôo tripulado em seu ouvido, introduzindo máquinas voadoras sem piloto para as vias aéreas.

Os drones podem ser usados ​​para uma variedade de empreendimentos, desde a tarefa solene de uma guerra remota até as travessuras de aviadores amadores. Mas há muito mais atividade de drones preenchendo a lacuna entre ferramentas militares e brinquedos amadores, já que as empresas começaram a apreciar os benefícios operacionais e econômicos das funções habilitadas por drones.

Os drones variam em tamanho de apenas trinta centímetros de comprimento até o tamanho de um pequeno avião, dependendo da tarefa em mãos. Dessas tarefas, algumas das aplicações mais intrigantes apareceram em ambientes de Internet das Coisas / IIoT / IIoT Industrial. Os drones podem adicionar pontos de extremidade IoT móveis de forma eficaz para estender uma rede além do que, de outra forma, seriam as limitações físicas. Isso se tornou crítico, pois muitos processos corporativos ocorrem na borda da rede. Por sua vez, a tecnologia drone estendeu os recursos de muitos dispositivos IoT móveis para um novo território na borda.

“Acho que os drones são muito mais dispositivos IoT e há muita sobreposição em termos de tecnologia e também de clientes e casos de uso”, observou Adam Bry, CEO da Skydio, fabricante de hardware e software de drones em Redwood City, CA.

Diversamente chamados de veículos aéreos não tripulados (UAV) ou sistemas de aeronaves não tripuladas (UAS), os drones são exclusivamente capazes de explorar e relatar locais que podem estar inacessíveis por outros meios. Em uma configuração de IoT, um drone pode atuar como um sensor móvel para coletar dados e retransmiti-los para um aplicativo de nuvem ou algum outro serviço de análise.

Drones também podem ser usados ​​como dispositivos de inspeção remota para ajudar a manter pontos de extremidade IoT e outros componentes. Por exemplo, um drone pode verificar a condição física de sensores baseados em torres ou outro equipamento conectado à IoT, eliminando assim a necessidade de inspeções pessoais potencialmente perigosas. Em alguns casos, pode ser possível usar um drone para efetuar as atividades de manutenção necessárias ou reparos no dispositivo. No mínimo, é uma maneira rápida, segura e econômica de ficar de olho em equipamentos essenciais.

Cresce o mercado de drones

A empresa de pesquisa Gartner projetou crescimento para drones comerciais. “Em 2020, as remessas mundiais de drones corporativos da Internet of Things (IoT) (definidos como drones voadores) totalizarão 526.000 unidades, um aumento de 50% em relação a 2019”, observou o Gartner em sua Análise de Previsão:Remessas de Drones IoT Enterprise, Mundial . “Prevê-se que os embarques globais cheguem a 1,3 milhão de unidades até 2023.”

“De repente, o ritmo foi acelerado”, disse David Benowitz, chefe de pesquisa da DroneAnalyst. “Vimos muito mais usos industriais nos últimos anos e é aí que muita aceleração está acontecendo. Mas você sabe, nos últimos quatro ou cinco anos, especificamente, vimos muita maturidade na tecnologia de drones e isso levou a muita ... adoção de negócios ”.

A adoção do cliente também acompanha as projeções de mercado. Em uma pesquisa realizada pela DroneDeploy, um fornecedor de software de drones, com 140 de seus clientes, 53% disseram que esperavam aumentar os gastos com drones e software de drones em 2020. As descobertas da empresa, detalhadas em seu ” O relatório State of the Drone Market 2020:Scale and Growth ”, também observou que menos de 5% dos entrevistados anteciparam a redução dos gastos com drones.

Apesar dessas notícias promissoras, a tecnologia de drones é uma indústria nascente, embora com potencial e espaço para crescer, principalmente em ambientes de IoT. “Ainda é ... o Velho Oeste de uma perspectiva de produto e tecnologia”, disse Bry.

Como a tecnologia Drone é usada e por quê

O relatório do Gartner indicou que os drones são atualmente mais usados ​​pela indústria da construção, seguido por serviços de monitoramento de incêndio, seguradoras e departamentos de polícia. Nos próximos anos, espera-se que todos esses setores dobrem o uso de drones.

Uma pesquisa realizada pela Drone Industry Insights (DII), com resultados publicados no relatório "Drone Industry Barometer 2020" da organização de pesquisa de mercado de drones, indicou que a inspeção / manutenção foi o principal caso de uso de drones, conforme observado por 35% dos provedores de serviços de drones e 18 % de usuários empresariais, respectivamente. Outros usos importantes incluem mapeamento (25% / 16%), levantamento topográfico (15% / 33%) e fotografia ou filmagem (16% / 19%).

Os entrevistados da DII classificaram suas razões para empregar drones como muito importantes, importantes e não importantes. Sessenta por cento disseram que economizar tempo é muito importante, seguido de perto pela melhoria da qualidade (59%). Cinquenta e três por cento disseram que melhorar a segurança no trabalho era muito importante e, finalmente, 47% classificaram a economia de custos como muito importante.

Algumas indústrias foram pioneiras no uso de drones como extensões para seus ambientes de IoT ou como um complemento para outros processos de coleta de dados.

As empresas de energia estão adicionando inspeções habilitadas por drones às suas extensas infraestruturas de IoT. Drones podem voar facilmente e examinar visualmente linhas de força, turbinas eólicas e outras engrenagens de geração e transmissão - tarefas que, de outra forma, teriam que ser realizadas manualmente ou poderiam não ser executáveis. O mantra do drone de mais rápido, mais barato e mais seguro torna seu uso particularmente atraente para fornecedores de eletricidade.

O agronegócio representa outra vertical pioneira de drones. Grandes fazendas já contam com sensores conectados à IoT para medir a irrigação, a qualidade do solo e outras métricas importantes. Mas muitas fazendas adicionaram equipamentos de sensoriamento transmitidos por drones a seus arsenais. Os drones coletam algumas das mesmas informações que os sensores conectados, mas podem ir além de informações mais básicas com dados coletados usando técnicas avançadas, como fotografia infravermelha e outras imagens aéreas.

As indústrias de construção e seguros também têm se adaptado naturalmente à tecnologia de drones, pois permite que inspecionem locais e estruturas com facilidade e sem exigir que os trabalhadores estejam presentes no local.

Bry de Skydio descreveu como o Departamento de Transporte da Carolina do Norte usa hardware e software Skydio para inspecionar a parte inferior e as estruturas de suporte das pontes.

“Este é um caso de uso em que, no passado, usávamos o que é chamado de caminhão de espionagem, que é uma peça gigante de maquinário que passa pelo topo da ponte e, em seguida, pendura uma pessoa por baixo em um grande braço em balanço, que é muito caro e perigoso. ” Disse Bry.

Desnecessário dizer que o uso de um drone em vez do caminhão de espionagem evitou grande parte das despesas e do perigo da abordagem anterior. A capacidade do drone Skydio de operar de forma autônoma é crítica neste caso, pois o drone pode ter que voar além da linha de visão do operador.

Cargas úteis do drone

Dada a variedade de tarefas que os drones podem realizar, eles precisam transportar equipamentos especializados para coletar e transferir dados para terminais de IoT ou outras instalações para análise.

O equipamento básico de drone incluirá dispositivos de navegação e comunicação, como GPS e Wi-Fi ou rádios LTE para transmitir dados.

Câmeras - de câmeras fotográficas e de vídeo a dispositivos de imagem mais sofisticados - também são componentes básicos dos conjuntos de ferramentas dos drones. Dependendo de suas aplicações, os drones também podem transportar equipamentos de detecção de calor ou umidade. Os dados de imagem agora podem ser processados ​​em tempo real, fazendo com que os drones se pareçam com qualquer outro dispositivo de coleta de dados conectado a um IoT.

Drones também podem ser usados ​​para transportar mercadorias - como demonstrado de forma mais proeminente pelos testes da Amazon de entrega baseada em drones de mercadorias de vendas online.

Considerações sobre a implementação do drone

Os drones são normalmente equipados com dois tipos de software. O software que está intimamente ligado ao hardware do drone manipula o drone e a engrenagem para mantê-lo no ar enquanto o conecta de volta a um operador que controla a trajetória de voo do drone. O segundo tipo de software é o aplicativo - os programas que permitem que o drone conclua sua tarefa específica e reúna informações relevantes.

Atualmente, não há padrões para o controle ou o software de aplicativo, portanto, um comprador em potencial deve estar ciente de que o software de aplicativo geralmente deve ser personalizado para funcionar com o drone de um fabricante específico e seu sistema operacional básico. Como resultado, você deve garantir que o software de que precisa possa realmente ser executado no hardware do drone que pretende adquirir. A Skydio, por exemplo, comercializa alguns softwares de aplicativos, como Skydio 3D Scan e Skydio House Scan, com seus drones, e também faz parceria com fabricantes de software de drones terceirizados para outros aplicativos. E, é claro, um usuário potencial deve confirmar se o formato dos dados que o drone coleta e dissemina é consistente com outros formatos usados ​​atualmente pelos programas de análise de dados já existentes. Pode ser necessário algum trabalho de integração.

Cada fabricante geralmente tem seus próprios SDKs [kits de desenvolvimento de software] que funcionam como APIs [interfaces de programação de aplicativos] para que você possa instalar diferentes aplicativos, ter diferentes controles e ter diferentes automações ”, observou Benowitz.

Outra consideração é o tipo de comunicação com que o drone está equipado e com que facilidade ele se integrará a uma IoT existente ou a outro ambiente de rede.

“Existem formas de comunicação proprietárias, e a maior parte da comunicação drone com o controlador remoto é proprietária”, disse Benowitz, “e geralmente é criptografada sob AES-256.”

Enquanto a maioria dos drones usa Wi-Fi ou uma variação proprietária desse padrão, a banda larga LTE é uma alternativa iminente. Isso poderia ser habilitado incorporando um chip SIM ao drone, que permitiria alavancar a tecnologia 4G ou 5G para estender significativamente seu alcance operacional.

“Acho que com o tempo o LTE se tornará um ingrediente realmente crítico para a indústria”, disse Bry de Skydio.

Aumentar o alcance não é apenas um obstáculo tecnológico. Os regulamentos da FAA atualmente limitam o vôo de drones “além da linha de visão” e sobre as pessoas ou à noite. Operar um drone em qualquer uma dessas condições requer uma renúncia da FAA e, possivelmente, passar em um teste que demonstra as habilidades de pilotagem de um operador.

Outro problema de alcance é a duração da bateria. A bateria deve alimentar o vôo do drone e a coleta e transmissão de dados, de modo que a vida útil curta da bateria significa missões mais curtas e frequentes. A tecnologia da bateria melhorou e - como com outros dispositivos de transporte habilitados para bateria - a tecnologia está recebendo muita atenção e desenvolvimento. Uma empresa francesa, xSun, está tentando resolver o problema da bateria equipando seus drones com células solares.

“Eu diria que para a maioria das aplicações, a vida da bateria não é um grande problema”, observou Benowitz. “Se você estiver fazendo uma missão de imagem automatizada, os drones são automatizados o suficiente onde, quando você precisar trocar as baterias, ele simplesmente voltará, você substituirá a bateria e ele voltará ao seu trabalho.”

Outros desenvolvimentos a serem observados incluem dispositivos de acoplamento sofisticados que podem recarregar e lançar drones autônomos e sistemas de gerenciamento de tráfego que fornecerão controles de voo mais sofisticados.

Os adesivos de preços dos drones variam

Dado o que eles podem realizar em certos ambientes, os drones podem ser soluções extremamente econômicas - especialmente se as alternativas forem voos tripulados em helicópteros ou outras aeronaves.

O custo de um drone dependerá muito de sua aplicação - o que se espera que ele faça, por quanto tempo e em que condições. Dito isso, um drone comercial pode ser quase tão barato quanto um modelo de consumidor, custando cerca de mil dólares. Drones destinados ao uso industrial, no entanto, são mais caros, é claro, mas geralmente ainda caem na faixa dos “milhares de dólares”, em vez de dezenas de milhares.

“Há uma grande variedade - a maioria das compras ainda está na faixa de preços de US $ 1.000 a US $ 2.000”, disse Benowitz.

Para a maioria das empresas, esse preço modesto tornaria os drones uma alternativa muito acessível como um complemento à infraestrutura de IoT / IIoT.