La technologie des drones étend la portée de l'IoT mobile

Les véhicules aériens sans pilote, plus connus sous le nom de « drones », ont tourné le rêve des frères Wright d'un vol habité à son oreille en introduisant des machines volantes sans pilote dans les voies aériennes.

Les drones peuvent être utilisés pour une variété d'efforts, de la tâche solennelle de la guerre à distance aux singeries des aviateurs amateurs. Mais il y a beaucoup plus d'activités de drones qui comblent le fossé entre les outils militaires et les jouets pour amateurs, car les entreprises ont commencé à apprécier les avantages opérationnels et économiques des fonctions activées par les drones.

La taille des drones varie d'à peine un pied de longueur à la taille d'un petit avion, selon la tâche à accomplir. Parmi ces tâches, certaines des applications les plus intrigantes sont apparues dans les environnements Internet des objets/IIoT industriel/IIoT. Les drones peuvent ajouter efficacement des points de terminaison IoT mobiles pour étendre un réseau au-delà de ce qui serait autrement des limitations physiques. Cela est devenu critique car de nombreux processus d'entreprise ont lieu à la périphérie du réseau. À son tour, la technologie des drones a étendu les capacités de nombreux appareils mobiles IoT à un nouveau territoire à la périphérie.

"Je pense que les drones sont vraiment des appareils IoT et qu'il y a beaucoup de chevauchements en termes de technologie, mais aussi de clients et de cas d'utilisation", a noté Adam Bry, PDG de Skydio, un fabricant de matériel et de logiciels de drones à Redwood City, en Californie.

Diversement appelés véhicules aériens sans pilote (UAV) ou systèmes d'aéronefs sans pilote (UAS), les drones sont particulièrement capables d'explorer et de signaler des emplacements qui peuvent être inaccessibles par d'autres moyens. Dans un environnement IoT, un drone peut agir comme un capteur mobile pour collecter des données et les retransmettre à une application cloud ou à un autre service d'analyse.

Les drones peuvent également être utilisés comme dispositifs d'inspection à distance pour aider à maintenir les points de terminaison IoT et d'autres composants. Par exemple, un drone peut vérifier l'état physique de capteurs basés sur une tour ou d'autres équipements connectés à l'IoT, éliminant ainsi le besoin d'inspections en personne potentiellement dangereuses. Dans certains cas, il peut être possible d'utiliser un drone pour effectuer les activités de maintenance nécessaires ou les réparations de l'appareil. C'est au moins un moyen rapide, sûr et économique de garder un œil sur les équipements critiques.

Le marché des drones se développe

Le cabinet de recherche Gartner a prévu une croissance pour les drones commerciaux. "En 2020, les expéditions mondiales de drones d'entreprise Internet des objets (IoT) (définis comme des drones volants) totaliseront 526 000 unités, soit une augmentation de 50 % par rapport à 2019", a noté Gartner dans son Analyse prévisionnelle :IoT Enterprise Drone Shipments, Dans le monde . "Les expéditions mondiales devraient atteindre 1,3 million d'unités d'ici 2023."

"Soudain, le rythme s'est accéléré", a déclaré David Benowitz, responsable de la recherche chez DroneAnalyst. « Nous avons vu beaucoup plus d'utilisations industrielles au cours des dernières années et c'est là que beaucoup d'accélération se produit. Mais vous savez, au cours des quatre ou cinq dernières années, en particulier, nous avons vu beaucoup de maturité dans la technologie des drones et cela a conduit à de nombreuses… adoptions par les entreprises. "

L'adoption par les clients suit également les projections du marché. Dans une enquête menée par DroneDeploy, un fournisseur de logiciels de drones, auprès de 140 de ses clients, 53% ont déclaré qu'ils prévoyaient d'augmenter les dépenses pour les drones et les logiciels de drones en 2020. Les conclusions de l'entreprise, détaillées dans son " Le rapport State of the Drone Market 2020 :Scale and Growth », a également noté que moins de 5 % des personnes interrogées prévoyaient de réduire les dépenses en drones.

Malgré ces nouvelles prometteuses, la technologie des drones est une industrie naissante, mais avec un potentiel et une marge de croissance, en particulier dans les environnements IoT. "C'est… toujours le Far West vraiment du point de vue des produits et de la technologie", a déclaré Bry.

Comment la technologie des drones est-elle utilisée et pourquoi

Le rapport Gartner a indiqué que les drones sont actuellement les plus largement utilisés par l'industrie de la construction, suivis par les services de surveillance des incendies, les compagnies d'assurance et les services de police. Au cours des prochaines années, tous ces secteurs devraient doubler leur utilisation de drones.

Une enquête menée par Drone Industry Insights (DII), dont les résultats ont été publiés dans le rapport « Drone Industry Barometer 2020 » de l'organisme d'étude de marché sur les drones, a indiqué que l'inspection/la maintenance était le principal cas d'utilisation des drones, comme l'ont noté 35% des fournisseurs de services de drones et 18 % d'utilisateurs professionnels, respectivement. Parmi les autres utilisations clés figuraient la cartographie (25 %/16 %), l'arpentage (15 %/33 %) et la photographie ou le tournage (16 %/19 %).

Les répondants du DII ont classé leurs raisons d'utiliser des drones comme très importantes, importantes et pas importantes. Soixante pour cent ont déclaré que le gain de temps était très important, suivi de près par l'amélioration de la qualité (59 %). Cinquante-trois pour cent ont déclaré que l'amélioration de la sécurité au travail était très importante et, enfin, 47 % ont qualifié les économies de coûts de très importantes.

Quelques industries ont été pionnières dans l'utilisation de drones en tant qu'extensions de leurs environnements IoT ou en complément d'autres processus de collecte de données.

Les entreprises énergétiques ajoutent des inspections par drones à leurs vastes infrastructures IoT. Les drones peuvent facilement survoler et scanner visuellement les lignes électriques, les éoliennes et autres engins de production et de transmission, des tâches qui devraient autrement être effectuées manuellement ou pourraient ne pas être réalisables du tout. Le mantra des drones plus rapide, moins cher et plus sûr rend leur utilisation particulièrement attrayante pour les fournisseurs d'électricité.

L'agrobusiness représente une autre verticale pionnière des drones. Les grandes exploitations s'appuient déjà sur des capteurs connectés à l'IoT pour évaluer l'arrosage, la qualité du sol et d'autres mesures clés. Mais de nombreuses fermes ont ajouté des équipements de détection embarqués par drones à leurs arsenaux. Les drones collectent certaines des mêmes informations que les capteurs connectés, mais ils peuvent aller au-delà des informations plus basiques avec des données recueillies à l'aide de techniques avancées telles que la photographie infrarouge et d'autres images aériennes.

Les secteurs de la construction et des assurances se sont également naturellement adaptés à la technologie des drones, car elle leur permet d'inspecter facilement les sites et les structures sans nécessiter la présence de travailleurs sur place.

Bry de Skydio a décrit comment le ministère des Transports de Caroline du Nord utilise le matériel et les logiciels Skydio pour inspecter le dessous et les structures de support des ponts.

« Il s'agit d'un cas d'utilisation où, dans le passé, nous utilisions ce qu'on appelle un camion fouineur, qui est une pièce de machinerie géante qui roule le long du haut du pont, puis accroche une personne en dessous sur un gros bras en porte-à-faux, ce qui est très cher et dangereux. dit Bry.

Inutile de dire que l'utilisation d'un drone à la place du camion fouineur a évité une grande partie des dépenses et du danger de l'approche précédente. La capacité du drone Skydio à fonctionner de manière autonome est critique dans ce cas, car le drone peut devoir voler au-delà de la ligne de mire de l'opérateur.

Charges utiles des drones

Compte tenu de la variété des tâches que les drones peuvent gérer, ils doivent transporter un équipement spécialisé à la fois pour collecter des données et transférer les données vers des points de terminaison IoT ou d'autres installations pour analyse.

L'équipement de base du drone comprendra des appareils de navigation et de communication tels que des radios GPS et Wi-Fi ou LTE pour transmettre des données.

Les caméras, des caméras fixes et vidéo aux appareils d'imagerie plus sophistiqués, sont également des composants de base des outils des drones. Selon leurs applications, les drones peuvent également transporter un équipement de détection de chaleur ou d'humidité. Les données d'imagerie peuvent désormais être traitées en temps réel, ce qui fait que les drones ressemblent à n'importe quel autre appareil de collecte de données connecté à un IoT.

Les drones peuvent également être utilisés pour transporter des marchandises, comme en témoignent les tests d'Amazon sur la livraison par drone de marchandises de vente en ligne.

Considérations relatives à la mise en œuvre des drones

Les drones sont généralement équipés de deux types de logiciels. Le logiciel étroitement couplé au matériel du drone manipule le drone et l'équipement pour le maintenir en l'air tout en le reconnectant à un opérateur qui contrôle la trajectoire de vol du drone. Le deuxième type de logiciel est l'application, c'est-à-dire les programmes qui permettent au drone d'accomplir sa tâche spécifique et de recueillir des informations pertinentes.

Actuellement, il n'y a pas de normes pour le contrôle ou le logiciel d'application, donc un acheteur potentiel doit être conscient que le logiciel d'application doit généralement être personnalisé pour fonctionner avec le drone d'un fabricant spécifique et son système d'exploitation de base. Par conséquent, vous devez vous assurer que le logiciel dont vous avez besoin peut réellement fonctionner sur le matériel de drone que vous aviez l'intention d'acquérir. Skydio, par exemple, commercialise des logiciels d'application, tels que Skydio 3D Scan et Skydio House Scan, avec ses drones, et s'associe également à des fabricants de logiciels de drones tiers pour d'autres applications. Et, bien sûr, un utilisateur potentiel doit confirmer que le format des données que le drone collecte et diffuse est cohérent avec les autres formats actuellement utilisés par les programmes d'analyse de données déjà en place. Certains travaux d'intégration peuvent être nécessaires.

Chaque fabricant a généralement ses propres SDK [kits de développement logiciel] qui fonctionnent comme des API [interfaces de programmation d'applications] afin que vous puissiez installer différentes applications, avoir différents contrôles et avoir une automatisation différente », a noté Benowitz.

Une autre considération est le type de communication dont le drone est équipé et la facilité avec laquelle il s'intégrera à un IoT existant ou à un autre environnement en réseau.

"Il existe des formes de communication propriétaires, et la plupart des communications entre drones et télécommandes sont propriétaires", a déclaré Benowitz, "et généralement, elles sont cryptées sous AES-256."

Alors que la plupart des drones utilisent le Wi-Fi ou une variante propriétaire de cette norme, le haut débit LTE est une alternative imminente. Cela pourrait être rendu possible en incorporant une puce SIM dans le drone, ce qui lui permettrait de tirer parti de la technologie 4G ou 5G pour étendre considérablement sa portée opérationnelle.

"Je pense qu'avec le temps, le LTE deviendra un ingrédient vraiment essentiel pour l'industrie", a déclaré Bry de Skydio.

L'augmentation de la portée n'est pas seulement un obstacle technologique. Les réglementations de la FAA limitent actuellement les drones volants «au-delà de la ligne de mire visuelle» et au-dessus des personnes ou la nuit. Faire fonctionner un drone dans l'une de ces conditions nécessite une dérogation de la FAA et éventuellement la réussite d'un test démontrant les compétences de pilotage d'un opérateur.

Un autre problème de portée est la durée de vie de la batterie. La batterie doit alimenter le vol du drone et la collecte et la transmission des données, donc une autonomie courte signifie des missions plus courtes et plus fréquentes. La technologie des batteries s'est améliorée et, comme pour les autres dispositifs de transport à batterie, la technologie fait l'objet de beaucoup d'attention et de développement. Une entreprise française, xSun, tente de résoudre le problème de la batterie en équipant ses drones de cellules solaires.

"Je dirais que pour la majorité des applications, la durée de vie de la batterie n'est pas un gros problème", a noté Benowitz. "Si vous effectuez une mission d'imagerie automatisée, les drones sont suffisamment automatisés pour que, lorsque vous devez échanger des batteries, ils reviendront, vous remplacerez la batterie et il retournera à son travail."

D'autres développements à surveiller incluent des dispositifs d'amarrage sophistiqués qui peuvent recharger et lancer des drones autonomes, et des systèmes de gestion du trafic qui fourniront des commandes de vol plus sophistiquées.

Les autocollants de prix des drones varient

Compte tenu de ce qu'ils peuvent accomplir dans certains environnements, les drones peuvent être des solutions extrêmement économiques, surtout si les alternatives sont des vols habités en hélicoptères ou autres aéronefs.

Le coût d'un drone dépendra en grande partie de son application :ce qu'il est censé faire, pendant combien de temps et dans quelles conditions. Cela dit, un drone commercial peut être presque aussi bon marché qu'un modèle grand public, coûtant environ un millier de dollars. Cependant, les drones destinés à un usage industriel sont plus chers, bien sûr, mais se situent généralement dans la fourchette des « milliers de dollars », plutôt que des dizaines de milliers.

"Il existe une large gamme de prix, la majorité des achats se situent cependant toujours dans une fourchette de prix de 1 000 $ à 2 000 $", a déclaré Benowitz.

Pour la plupart des entreprises, ce prix modeste ferait des drones une alternative très abordable en complément d'une infrastructure IoT/IIoT.