IoT Les drones : L'évolution des cas d'utilisation des drones

Les drones existent depuis longtemps, mais il est intéressant de voir les cas d'utilisation qui émergent, notamment dans le domaine de l'Internet des objets. Les drones sont des jouets amusants, et beaucoup de gens les font voler comme un passe-temps. Mais au fil du temps, des drones plus commerciaux et professionnels sont déployés pour toute une série d'applications commerciales et de missions critiques - de la photographie sportive à la science, la recherche, les missions militaires, les objectifs médicaux et la recherche et le sauvetage. Appelons-les IoT drones.

Avec la croissance massive de l'Internet des objets (IoT) et de l'Internet industriel des objets (IIoT), nous verrons de plus en plus de drones effectuer des tâches importantes, en particulier là où il est coûteux, dangereux ou impossible pour les humains de se déplacer. Dans ces cas, les drones peuvent souvent rendre le voyage plus rapide ou accomplir une tâche plus efficacement et avec moins de risques. Ils peuvent agir comme un "canari dans une mine de charbon" électronique, si vous voulez.

Dans ce billet, nous aborderons certaines des applications des drones sur IoT , nous verrons en quoi ces drones diffèrent des avions télécommandés pilotés par les amateurs et comment les drones sont adoptés pour des applications critiques IoT .

Les drones peuvent-ils sauver des vies ?

Récemment, un article captivant a été publié dans le Minneapolis Star Tribune : Un drone met fin au mystère du garçon disparu. C'était un récit captivant. Toute une communauté de plus de 600 personnes s'est mobilisée pour rechercher sur le terrain de la famille et dans les environs le garçon de 6 ans qui était sorti jouer avec son chien un jour après l'école et avait disparu.

L'une des personnes qui s'est intéressée à la question et a pensé pouvoir aider est le propriétaire d'un drone équipé d'une caméra thermique capable de "voir" les points chauds. La nuit était tombée, et personne n'avait de visibilité au-delà de la limite de la lueur d'une lampe de poche. Non seulement l'appareil pouvait chercher les points chauds, mais il pouvait aussi survoler rapidement des étendues géantes de champs de maïs que les chercheurs auraient mis des heures et des heures à ratisser.

"Je suis tombé sur une tache de signature thermique qui semblait différente", a déclaré Steve Fines, propriétaire du drone. "C'était une forme brillante et irrégulière. Ça ne ressemblait pas à un cerf ou à un ours". (Ici, les lecteurs avisés noteront la possibilité d'un ours ou d'un autre animal sauvage dans le voisinage de cet enfant disparu).

La tache chaude s'est avérée être le garçon et son chien fidèle, Remington. En plus de repérer le garçon et son animal de compagnie, le drone a guidé les travailleurs vers l'endroit même où le garçon était assis les jambes croisées dans l'obscurité, tenant son chiot dans ses bras.

Cette histoire est inspirante à bien des égards. La technologie actuelle peut nous aider à voir au-delà des capacités limitées de l'œil humain. Alors que nous n'avons pas d'ailes ni de capteurs et que nous sommes fondamentalement vulnérables, un drone peut se déplacer rapidement sur le terrain, aller dans des endroits dangereux qui ne conviendraient pas aux humains, et même guider une équipe de chercheurs dans un champ de maïs sombre. Et la technologie ne cesse de s'améliorer, permettant aux drones de se déplacer plus loin de la source et d'effectuer des missions beaucoup plus sophistiquées.

Les drones de travail et les drones de loisirs

Aujourd'hui, tout le monde peut posséder un drone, également appelé "petit aéronef sans pilote", "véhicule aérien sans pilote" (UAV), "système d'aéronef sans pilote" (UAS) ou "aéronef piloté à distance" (RPA). Ces termes ont effectivement des significations différentes, selon un article de Botlink. Par exemple, beaucoup pensent que le terme UAV indique que l'engin a des capacités autonomes, alors que les simples drones n'en ont pas. Dans le cadre de cet article, nous utiliserons l'appellation courante de "drone" pour désigner cette catégorie d'aéronefs télécommandés.

Les projets de développement de drones de l'internet des objets sont en plein essor. De nombreux développeurs peuvent commencer comme des amateurs, puis se rendre compte qu'il existe des applications dans le monde réel ou même des objectifs de sauvetage ou de mission critique pour leur aéronef sans pilote - tout comme l'homme du Minnesota qui a aidé à trouver le garçon perdu et son chien. Il y a donc certainement une zone grise entre les drones de loisirs et les drones professionnels. Mais pour ceux qui envisagent de se lancer dans un projet de drone IoT , parlons de certains des éléments qui différencient ces deux marchés.

À propos de Hobby Drones

La disponibilité généralisée des drones est une excellente chose pour les consommateurs, mais elle présente également certains défis, car il est arrivé que des drones privés volent dans un espace aérien restreint et soient abattus parce qu'ils étaient perçus comme un mécanisme d'espionnage. Il est important de voler de manière responsable si vous possédez et utilisez un drone privé, et de respecter les règles et réglementations. Celles-ci s'appliquent à tous les types de drones personnels, à l'exception des petits jouets.

Les règles de pilotage d'un drone privé sont faciles à trouver, du moins pour les drones détenus et utilisés aux États-Unis, où tous les aéronefs sont régis par la Federal Aviation Administration (FAA) américaine. Veillez à trouver la réglementation qui s'applique dans votre pays. Selon un article de PCMag, aux États-Unis, les règles sont les suivantes :

• Si votre drone pèse plus de 250 grammes, vous devez l'enregistrer auprès de la FAA.
• L'enregistrement est accompagné d'un autocollant que vous devez placer sur l'extérieur de l'embarcation.
• Faites voler votre drone à une altitude inférieure ou égale à 400 pieds
• Gardez votre drone à portée de vue
• Ne volez jamais à proximité d'autres aéronefs, en particulier près des aéroports (vous devez respecter une distance de 8 km ou avertir le contrôle du trafic aérien).
• Ne jamais survoler des groupes de personnes
• Ne survolez jamais les stades ou les manifestations sportives
• Ne volez jamais à proximité d'une intervention d'urgence telle qu'un incendie
• Ne jamais voler sous influence
• Connaître les exigences de l'espace aérien

À propos des drones de travail pour les applications IoT

Parlons maintenant des drones qui accomplissent des tâches et des missions importantes. Les drones de travail ont un but comme les chiens de service, mais ils n'ont pas besoin d'être nourris. Et même s'ils travaillent dur, ils ne sont pas rémunérés. Mais plus sérieusement, il existe des différences essentielles entre les drones professionnels qui effectuent des tâches importantes et les drones de loisirs :

• Les drones en activité peuvent avoir des missions commerciales, industrielles et militaires, allant du divertissement à la surveillance en passant par l'agriculture et la livraison de colis.
• Ils sont dotés d'un large éventail de caractéristiques et de fonctionnalités supplémentaires pour soutenir leurs utilisations prévues. Il peut s'agir de :
  • Radios et GPS pour les informations de localisation et le transfert de données
  • Caméras vidéo et fixes pour l'enregistrement du positionnement des objets et des personnes, des criminels en fuite ou de la vidéographie sportive.
  • Capteurs de lumière, de chaleur et de température pour la localisation des êtres vivants, la surveillance des systèmes météorologiques, etc.
  • Capacité à transporter et à livrer des charges utiles, notamment des marchandises, des colis et des fournitures médicales.
  • Capacité à distribuer des semences ou des engrais dans des applications agricoles
  • Panneaux solaires pour recharger les batteries afin d'augmenter leur autonomie.
• Pour les raisons susmentionnées, les drones de travail doivent avoir des spécifications de conception industrielle :
  • Ils sont trempés pour supporter une gamme de conditions environnementales.
  • Ils ont souvent plus d'hélices, en fonction du poids qu'ils doivent transporter.
  • Ils sont généralement équipés de lumières, de capteurs et d'autres caractéristiques de qualité industrielle.

Pour plus d'informations sur l'éventail des cas d'utilisation des drones, voir la page Dronegenuity, A Comprehensive List of Commercial Drone Use Cases.

Exemples d'applications pour les drones professionnels IoT

Voici un bref aperçu de certaines des applications des drones de l'Internet des objets. Comme chacun de ces cas d'utilisation pourrait faire l'objet d'un article à part entière, nous tentons seulement ici de donner un aperçu général des drones IoT afin de mettre en évidence les fonctionnalités dont ils ont besoin pour accomplir diverses tâches et missions. Si vous êtes un développeur travaillant dans le domaine de la technologie des drones, nous espérons que cela alimentera votre imagination pour votre prochain projet de drone IoT .

Des drones conçus pour les missions de recherche et de sauvetage

Comme nous l'avons vu dans l'anecdote réelle partagée au début de ce billet, la technologie des drones est idéale pour les missions de recherche et de sauvetage. Les drones peuvent atteindre des zones reculées plus rapidement que les personnes ou les véhicules. Ils peuvent se rendre rapidement dans des zones impraticables en véhicule, trop étendues pour être traversées à pied, ou trop éloignées ou risquées. De plus, ils peuvent survoler les zones de recherche avec des lumières, des capteurs et des caméras, et peuvent identifier les signatures thermiques qui permettent de localiser les êtres vivants grâce à la technologie infrarouge.

En outre, comme l'indique l'image, les drones de recherche et de sauvetage peuvent livrer des dispositifs de flottaison et des fournitures de sauvetage, comme de la nourriture, de l'eau, des cordes, des gilets de sauvetage, des structures gonflables ou des gilets de sauvetage. Par exemple, une société appelée UrbanDrones développe des drones qui livrent des gilets de sauvetage qui se gonflent automatiquement.

La technologie permettant aux drones d'effectuer des missions de sauvetage est en plein essor. Même les drones privés ont un impact énorme sur la recherche et le sauvetage. Un article d'Aerosociety rapporte les résultats d'une enquête montrant que les drones civils sauvent désormais une vie par semaine en moyenne.

Pour envisager l'avenir de la technologie des drones, considérez les possibilités de l'IA et de l'apprentissage automatique. Par exemple, cette vidéo YouTube illustre comment l'apprentissage automatique peut aider les drones à apprendre à reconnaître et à naviguer sur les obstacles pour éviter les collisions. Nous pouvons alors imaginer des missions de sauvetage dans des espaces difficiles à naviguer tels que des grottes, des mines et des tunnels.

Drones de premiers secours

Un article récent paru dans IEEE Spectrum relate l'histoire d'une course entre un drone équipé de matériel de premiers secours et une ambulance. Le drone a gagné. Cette technologie est conçue pour acheminer le plus rapidement possible des fournitures médicales vitales aux patients.

Par exemple, si deux personnes marchent dans la rue et que l'une d'entre elles s'effondre, cela peut se produire. Dans de tels cas, l'une des causes possibles de décès est l'arrêt cardiaque soudain (ACS). La possibilité de sauver la vie de cette victime dépend de la disponibilité d'un DEA ou défibrillateur externe automatisé conçu pour faire redémarrer le cœur. Si ces équipements sont souvent stockés dans les armoires de premiers secours des immeubles de bureaux, on ne les trouve pas au coin de la rue.

L'article rapporte : "Décrit dans la revue Sensor , le système de drone a réussi à atteindre chaque faux patient testé dans une ville animée du nord de l'Irak, et est arrivé 90 à 120 secondes plus vite qu'une ambulance."

Les drones dans les applications agricoles

Imaginez pouvoir envoyer un drone pour effectuer une tâche au-dessus d'un champ au lieu d'une énorme machine de plusieurs tonnes, dévoreuse d'essence. Il est évident que toutes les applications agricoles ne peuvent pas être remplacées par un drone, mais les économies de temps et d'argent seront naturellement considérables dans les cas où un drone IoT peut faire le travail. La pulvérisation des cultures pour la fertilisation et la lutte contre les parasites est une application évidente du drone IoT pour l'agriculture, mais il y en a d'autres :

• Semer des graines: La plantation de graines, ainsi que des nutriments pour les entretenir, est susceptible de devenir une pratique courante au fil du temps, car les drones peuvent effectuer cette tâche rapidement et avec une excellente précision, et peuvent réduire les coûts de plantation de 85 %.
• Analyse des sols: Selon un article paru dans Technology Review, les drones peuvent fournir des informations au début du cycle des cultures en produisant des cartes précises en 3D qui permettent aux agriculteurs de planifier leurs schémas de plantation de semences, ainsi que la fertilisation et l'irrigation.

Consultez la page Wikipédia sur les drones agricoles pour en savoir plus sur la surveillance des cultures et la réglementation de la FAA.

Drones pour la livraison de colis, de fournitures ou de fret

Comme nous le savons, Amazon utilisera très bientôt des drones pour la livraison de colis. Et un article récent de Emerging Tech faisait état d'une alliance entre CVS et UPS qui permettrait aux drones de livrer des produits pharmaceutiques. Un large éventail de cas d'utilisation de la livraison est en cours d'exploration, et sera soumis à des approbations réglementaires au fur et à mesure que ces applications entreront sur le marché. On peut supposer qu'une fois que la livraison de colis par drone sera omniprésente, la livraison de pizzas et d'autres aliments rapides ne sera pas loin derrière.

Quel est le poids maximal qu'un drone peut transporter ? De toute évidence, les drones varient considérablement en fonction de leur utilisation et du type de charge utile qu'ils sont censés transporter. Mais selon un article de Drone Tech Planet, la "capacité de charge moyenne des drones professionnels est de 20 à 220 kg", soit environ 44 à 485 livres.

Les drones dans les opérations militaires

Les drones sont très présents dans les opérations militaires, et c'est probablement le cas d'utilisation le plus connu des drones. Une page de Wikipedia sur les drones dans l'armée américaine fournit une série de données. Par exemple, l'article indique

• En 2005, les aéronefs sans pilote des niveaux tactique et de théâtre ont effectué à eux seuls plus de 100 000 heures de vol à l'appui des opérations Enduring Freedom et Iraqi Freedom.
• Le coût de ces UAS varie de quelques milliers de dollars à des dizaines de millions de dollars, avec des appareils pesant de moins d'une livre à plus de 40 000 livres.

La surveillance est évidemment un cas d'utilisation clé pour les opérations militaires. Un article de ZDNet décrit de minuscules drones qui peuvent espionner d'autres forces depuis le ciel.

Les drones pour le sport et le divertissement

Les événements sportifs et le divertissement sont également l'un des cas d'utilisation les plus courants des drones commerciaux aujourd'hui, car ils offrent d'excellentes capacités de photographie et de vidéo aériennes. Notez que la FAA a des règles strictes concernant l'utilisation de drones privés à proximité d'événements sportifs pour des raisons de santé et de sécurité.

Mais notre histoire ici ne serait pas complète sans mentionner la célèbre utilisation de drones lors du spectacle de mi-temps de Lady Gaga en 2017. Un article de Tech Crunch fournit une excellente description de l'événement, dans lequel 300 drones ont été mis en réseau pour créer le drapeau américain, le tout opéré par une seule personne.

Course de drones

La course de drones est devenue un sport populaire, et on trouve aujourd'hui des ligues d'opérateurs de drones amateurs et semi-professionnels. La page Wikepedia consacrée aux courses de drones fournit une excellente description introductive de ce sport :

"Lacourse de drones FPV (où FPV signifie vue à la première personne ou vidéo à la première personne) est un type de sport où les participants contrôlent des "drones" (généralement de petits avions radiocommandés ou quadcoptères), équipés de caméras, tout en portant des écrans montés sur la tête montrant le flux de caméras en direct des drones."

Le FPV est vraiment intéressant car il permet à l'opérateur de se concentrer sur le modèle de vol, comme s'il pilotait un véhicule aérien. La page Wikipedia explique : "Le vol FPV (first person view) signifie que les pilotes ne voient que ce que le drone voit. Ceci est réalisé en diffusant en direct les images d'une caméra montée sur le nez du drone."

Études de cas sur les drones et projets IoT

Digi International a une gamme de clients qui construisent des drones IoT pour des cas d'utilisation variés. Voici deux témoignages de clients Digi concernant des entreprises qui incorporent les solutions Digi dans leurs produits destinés aux marchés des drones professionnels, commerciaux et gouvernementaux. Notez que vous pouvez trouver plus d'études de cas Digi sur l'onglet Customer Stories de Digi.com.

Draganfly Innovations Inc.

 

 

En tant que plus ancien fabricant d'hélicoptères sans pilote multirotors au monde, Draganfly Innovations a eu un impact considérable sur la technologie innovante des drones. Lorsqu'ils ont voulu équiper leurs drones de communications point à point avancées pour le contrôle sans fil à distance, ils se sont tournés vers Digi International. Ils ont choisi le modèle Digi XBee-PRO 900HP, qui communique sur la bande sans licence de 900 MHz et qui est excellent pour les applications nécessitant des communications à longue portée. Les radios sub-2 GHz sont moins affectées par les obstacles tels que les bâtiments et les arbres.

Les drones Draganfly sont utilisés dans un large éventail d'applications, des opérations militaires à la recherche et au sauvetage, en passant par les enquêtes géographiques et les investigations sur les scènes de crime. Vous pouvez en savoir plus en lisant l'histoire du client Draganfly sur Digi.com.

L'œil volant

 

 

Flying Eye est un fabricant français de drones professionnels destinés à un large éventail de cas d'utilisation commerciale et industrielle ainsi qu'à des applications gouvernementales et militaires. L'entreprise s'est tournée vers Digi pour améliorer sa technologie avec des fonctionnalités supplémentaires. Elle utilise le module Digi XBee 802.15.4 pour une connectivité point à point pour des portées de ligne de site allant jusqu'à trois kilomètres. Les drones équipés de deux liaisons radiofréquence consacrent une radio à un parachute de secours. Déployé en cas d'urgence, le parachute est conçu pour sauver le drone et éviter de blesser les personnes en dessous si l'engin perd ses capacités de vol.

Les cas d'utilisation des drones de Flying Eye vont de la lutte contre les incendies aux applications agricoles et de construction, en passant par le divertissement. Par exemple, dans le domaine du maintien de l'ordre, leurs drones sont équipés pour localiser et identifier les personnes, pour surveiller l'évolution des situations afin de déterminer si une intervention est nécessaire, et pour surveiller les infrastructures et les routes de la ville afin d'identifier les points d'accès pour les véhicules d'urgence. Ils sont équipés de capteurs thermiques et de caméras d'éclairage afin d'effectuer des missions de nuit. Vous pouvez en savoir plus en lisant l'histoire du client Flying Eye sur Digi.com.

Plus de projets de drones IoT

En plus de ces études de cas de drones commerciaux, vous pouvez voir quelques projets de drones privés IoT dans notre galerie de projets.

Et un projet de drone Digi XBee® IoT a récemment fait l'objet d'un article de Techapeek, dans lequel un développeur a créé un mécanisme portatif, appelé SwarmTouch, pour manipuler plusieurs drones à la fois.