Gracias por el A2A! He estado en el espacio de los drones desde los años 90 y he visto y participado en una serie de cambios. Espero que mi respuesta sea útil.
Respuesta corta: El “futuro de los drones” será diverso y dinámico, lo que hemos visto hasta ahora es un soplo de lo que está por venir. Al igual que cualquier mercado en crecimiento a largo plazo, habrá burbujas locales cuando ciertos subsegmentos se exploren en exceso pero no cumplan con su promesa, pero estos son reveses a corto plazo.
Respuesta larga: antes de hablar sobre el futuro de los drones, hablemos sobre el pasado. A continuación se muestra una historia informal, basada en mis propias observaciones, por lo que los detalles pueden no ser perfectos.
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Alrededor de la década de 1970 y antes, había básicamente dos tipos principales de máquinas voladoras: “avión” y “modelo de avión”. (Estoy descuidando la diferencia entre el ala fija y el ala giratoria, e ignorando misiles y globos para esto). Las aeronaves eran grandes y un piloto humano las transportaba para transportar cosas u otras personas. Los modelos de aviones eran pequeños y los pilotos los volaban a distancia en tierra. Tenga en cuenta la palabra “modelo”, que implica una pequeña representación de la cosa real: los aviones modelo no se consideraron culturalmente como aviones reales, ¡no sería “real” si no transportaba a una persona!
Hubo trabajo entonces en “drones”, inicialmente, solo eran grandes aviones volados a distancia para ser, por ejemplo, un objetivo. Luego se descubrió que podían llevar cámaras, y comenzaron a volar para, por ejemplo, misiones de reconocimiento que podrían ser demasiado riesgosas para un piloto humano. Pero había muy pocos de ellos.
Alrededor de la década de 1980, el ejército de los EE. UU. (Y otros ejércitos, especialmente Israel) comenzaron a interesarse en vehículos aéreos no tripulados “más pequeños” y financiaron activamente la investigación. Las aplicaciones variaban: llevar una cámara de reconocimiento era una aplicación. El trabajo en vehículos aéreos no tripulados con motor eléctrico comenzó cuando se reconocieron las ventajas de la energía eléctrica: los motores eléctricos pueden apagarse durante años y luego “encenderse” e ir en un segundo sin calentarse. La Marina de los EE. UU. Estaba explorando el uso de drones de propulsión eléctrica para servir como señuelos de objetivos de radar para proteger las naves bajo ataque de un misil de crucero, por ejemplo. El hecho de que tuvieran el mismo tamaño que el “modelo de avión” fue motivo de vergüenza: los pequeños ingenieros de drones en realidad se esforzaron por asegurarse de que estos drones * no * parecieran juguetes.
La década de 1990 vio nuevos avances que fueron en gran medida incrementales: mejores herramientas de análisis permitieron el diseño de motores y hélices más eficientes. La duración de la batería mejoró lentamente. Se exploraron las celdas de combustible, luego toda la furia y luego desaparecieron. Los giroscopios mejoraron lentamente, los mejores utilizaron fibra óptica e inferometría. Los dispositivos MEMS se estaban convirtiendo en una realidad, pero aún tenían mucho camino por recorrer. DARPA y ONR presentaron el concepto de “micro vehículos aéreos”, o drones que tenían un tamaño de 15 cm, y que entusiasmaron a todos. Estos drones más pequeños eran en su mayoría de ala fija, y se dedicó un gran esfuerzo a tratar de analizar y optimizar la aerodinámica: el poder de cálculo se estaba volviendo lo suficientemente fuerte como para permitir calcular las ecuaciones de Navier-Stokes y, por lo tanto, permitir la simulación de superficies aerodinámicas. Se trabajó en helicópteros a “micro” escala. Se habló mucho sobre los beneficios de batir las alas, pero la tecnología para implementarlas prácticamente no existía (y en su mayor parte todavía no existe, excepto por algunas demostraciones de fidelidad de laboratorio).
Vi mi primer quadrotor en 1998. Creo que tenía unos 60 cm de ancho. Todos hablaron de que era “imposible” para un humano volar, pero muy fácil para una computadora. En ese momento todos pensamos que era lindo.
Entonces algo sucedió en la década de 2000. La industria de la telefonía móvil ha estado impulsando silenciosamente el desarrollo de pequeños dispositivos electrónicos, y estas nuevas piezas estaban disponibles para otras industrias. Como drones Los giroscopios MEMS estuvieron disponibles, aunque al principio eran caros. Los procesadores y las radios se hicieron más rápidos. Y los motores pequeños se volvieron mucho más rápidos y eficientes. ¿Qué tienen que ver los teléfonos móviles con los motores? ¡Necesitas algo para que los teléfonos vibren cuando están en silencio! ¡Todos los drones pequeños hoy en día deben la existencia de sus motores al deseo de hacer vibrar los teléfonos móviles! Ahora, era posible hacer pequeños aviones RC de juguete que puede volar alrededor de su patio trasero o incluso dentro de su hogar. Hubo una gran explosión en estos pequeños aviones modelo “flyer del parque” y “flyer de interior”. Los más notables, IMO, fueron los helicópteros coaxiales de tipo anillo-rotor que eran increíblemente fáciles de volar, al menos en comparación con otros helicópteros en ese momento.
Otra cosa sucedió en la década de 2000. Las guerras en Irak y Afganistán estimularon la inversión del ejército de los EE. UU. En tecnologías para hacer que estos pequeños “micro vehículos aéreos” fueran prácticos: se hicieron fáciles de volar y utilizaron la navegación basada en GPS.
Los aviones Quadrotor comenzaron a hacerse populares. Una vez que los giroscopios MEMS se volvieron baratos y confiables, y se combinaron con procesadores adecuadamente rápidos, se volvió bastante fácil controlar un quadrotor. Tienes que entender que los cuadrotors son una configuración “bastante mala” en lo que respecta a los drones, son menos ágiles que los helicópteros de rotor único / rotor de cola, y también menos eficientes. Pero son * muy * fáciles de controlar para una computadora, y son mecánicamente simples, lo que significa que hay menos cosas que pueden salir mal. ¡Todo esto en conjunto significa que con el software adecuado, fue posible construir y volar un quadrotor sin tener ningún conocimiento en aerodinámica! De repente, los departamentos de robótica de las universidades de todo el mundo, después de décadas de usar robots con ruedas que se ven como botes de basura gigantes, rojos y al revés, ¡comenzaron a usar cuadrotors!
Otra cosa sucedió en la década de 2000. Internet comenzó a crecer y la gente descubrió que era una excelente manera de reunirse con personas de ideas afines en todo el mundo para 1) pedir consejos, 2) compartir ideas, 3) trabajar juntos en proyectos y 4) vender cosas. Los drones no fueron la excepción, puedo estar equivocado, pero recuerdo vagamente que el sitio DIYdrones de Chris Anderson se formó como una sesión secundaria de un popular foro de RC en ese momento a fines de la década de 2000. (Los entusiastas de los aviones modelo y los entusiastas de los drones tenían valores contradictorios, y la Academia de Aeronáutica Modelo no adoptó los drones hasta años más tarde). Inspirado parcialmente por los pequeños y micro drones de clase militar, una comunidad en rápido crecimiento de personas con conocimientos técnicos, muchos de los cuales se han reunido en Los drones de bricolaje y muchos también basados en programas universitarios de robótica que ahora trabajan en drones, realmente impulsaron el campo de drones no militares y crearon un grupo de talento técnico que rivalizaba con el talento que se desarrolló en el lado militar.
Así que ya ves dónde estamos ahora a mediados de 2010. Esencialmente es una maduración de lo que vimos en la década de 2000. Por “maduración”, quiero decir en la forma en que un niño de 9 años es más maduro que en un niño de 3 años, y no en la forma en que un niño de 50 años es más maduro que un niño de 20 años. Existen muchas variaciones de drones pequeños y micro, algunos de código abierto y otros no. Muchos llevan una cámara. Las ventas están en millones en cantidades. Hay muchos drones financiados por el público, con diferentes niveles de éxito (o diferentes niveles de fracaso dependiendo de cómo lo veas). Varias compañías dominan, pero nadie está cerca de un monopolio.
Otro desarrollo reciente en los últimos 5 a 10 años ha sido la noción de que los drones pequeños pueden tener usos más allá de lo militar y la recreación. La gente también está encontrando usos comerciales para los drones. Busque en otras partes de Quora buenas discusiones. Los gobiernos están tratando de ponerse al día y actualizar las regulaciones sobre drones comerciales. Recordemos los primeros años de los aviones: eran “aviones reales” o “aviones modelo”, por lo que cualquier tamaño de dron no se consideraba una amenaza cuando se fundó la FAA y sus equivalentes internacionales. Por lo tanto, las actualizaciones recientes en las reglamentaciones pueden caracterizarse como “oops, los pequeños son aviones reales después de todo”.
Así que vamos más allá de una historia y veamos algunas tendencias. En la década de 1970 y antes, los drones eran principalmente una curiosidad. En la década de 1980, había algunos drones autónomos, eran enormes y numerados tal vez en los años 100 (no sé los números exactos). En la década de 1990, comenzaron a aparecer aviones no tripulados más pequeños, pero eran en gran medida para uso militar; numeraron quizás por miles. En la década de 2000, las cosas comenzaron a despegar: había más drones más grandes, pero un * lote * de drones más pequeños. En la década de 2010 hay millones de drones, la mayoría de ellos personales, pero aún decenas de miles de drones “pequeños” y miles de drones de clase militar más grandes.
Piensa en la industria informática. Primero, tenías algunos prototipos de investigación. Entonces tenías mainframes gigantes, quizás cientos y luego miles de ellos. Luego tenías estaciones de trabajo y luego computadoras personales, millones de ellas. Entonces tienes teléfonos móviles, miles de millones de ellos. No mencionemos todas las decenas de miles de millones (si no más) de microcontroladores.
Esto es lo que creo que será el futuro de la industria de los drones, digamos en las próximas dos décadas:
- Variedad: la variedad de drones continuará con la diversidad. Al igual que la informática, no hay una talla única para todos. Habrá configuraciones que sean las mejores para uso personal y las mejores para uso corporativo. (¡”Mejor” significa configuraciones técnicas y puntos de precio!) Habrá grandes, medianas y pequeñas.
- Proliferación de pequeños: veo que es inevitable que drones aún más pequeños, del tipo “nano”, de entre 5 y 15 cm, sean aún más comunes que los más grandes, como los drones DJI y Parrot. Los drones muy pequeños tienen todo tipo de ventajas: pequeños, discretos, seguros, fáciles de transportar, altamente maniobrables, etc.
- Enjambre: especialmente a medida que los nano drones se vuelven más comunes, comenzarás a ver personas volando dos o diez o más de ellos juntos. Si desea inspeccionar un edificio, 10 drones lo harán más rápido que 1. Los beneficios del enjambre se han analizado y comprendido durante décadas, pero la tecnología para hacerlo realmente no existe. (Todos los videos de aviones no tripulados que ves en YouTube usan sistemas de captura de movimiento externos y, aunque se ven geniales, muestran una capacidad que prácticamente no tiene sentido en el mundo real).
- Autonomía: Habrá avances sustanciales en tecnologías para dar autonomía a los drones. Para volar a gran altura, esto incluye “ver” otros drones y aviones cercanos, y evitarlos. Para volar a bajas altitudes o “cerca de la Tierra”, esto incluye tecnologías que permiten a los drones evitar objetos en el suelo (casas, árboles, personas, etc.) e incluso volar dentro de estructuras, especialmente para los más pequeños.
- Seguridad: los drones se volverán más seguros. Esto se debe en parte a los avances en la autonomía. Sin embargo, me gustaría pensar que esto también se debe a que los nuevos materiales livianos permiten la implementación de rotores o alas que no te cortarán los dedos cuando te acerques a ti.
- Baterías: este es el comodín. Una constante que he observado en las últimas dos décadas es que siempre hay una empresa que afirma tener una nueva tecnología innovadora en baterías, ¡y solo faltan dos años! (Me pregunto por qué dos años, no uno o cinco …) Cada promesa se rompió. Eso sí, realmente DESEO que uno de estos tenga éxito. Si quiere ser multimillonario, simplemente invente una tecnología de batería que tenga 10 veces la densidad energética de las células LiPo y que sea confiable.
