Doručování drony vstupuje do nové fáze

Poslední den letošního srpna se patrně zapíše do letopisů doručování zboží: americký federální úřad pro letectví FAA (Federal Aviation Administration, obdoba našeho Úřadu pro civilní letectví) vydal společnosti Amazon oprávnění, které ji umožní provozovat službu Prime Air, jejímž cílem je doručovat malé a lehké zásilky do 30 minut po objednání.

Dopravní předpisy vzdušných křižovatek

Certifikát pro leteckou dopravu zásilek drony od FAA kromě Amazonu obdržela také společnost Wing Aviation vlastněná Google a UPC Flight Forward. V srpnu FAA také zveřejnila prohlášení, podle kterého poskytne několika americkým univerzitám částky v celkové výši 7,5 milionů USD na výzkum bezpečného začlenění zasilatelských dronů do vzdušného provozu nad USA.

"Certifikát je projevem důvěry FAA v provozní bezpečnost i ve správnost našeho řešení doručovací služby prostřednictvím dronů, " uvedl při té příležitosti viceprezident Prime Air David Carbon. "Budeme s FAA a dalšími orgány po celém světě i nadále úzce spolupracovat na vývoji a zdokonalování naší technologie, aby se doručovací drony mohly plně integrovat do leteckého provozu ve vzdušném prostoru. Naším cílem jsou autonomní drony, které budou jednoho dne působit po celém světě."

obr: Švýcarská pošta testuje drony pro doručování zásilek

Amazon svůj systém pro doručování drony vyvíjí od roku 2013. O tři roky později otevřel ve Velké Británii poblíž Cambridge první základnu pro vzdušnou zasilatelskou službu Amazonu, která zatím slouží pro testování technologií a systémů. Tehdy také proběhlo první zkušební doručení zásilky. Na první pohled by se tedy mohlo zdát, že zavádění do komerčního provozu trvá docela dlouho - ale skutečně jen na první pohled. S drony, které jde běžně koupit v obchodech totiž mají doručovací stroje společné jen motory a vrtule, jinak ale téměř nic; musí se obejít zcela bez dálkového ovládání, takže jde v podstatě o létající roboty. Především se ale musí stát součástí sofistikovaného "ekosystému", který zaručí plynulý provoz a bezpečnost i v časech, kdy bude vzdušný prostor doručovacími stroji zaplněný podobně jako dnes pozemní komunikace. To v neposlední řadě vyžaduje vznik příslušné legislativy, protože podle té stávající je letecké doručování zásilek ve většině zemí prakticky nelegální.

V Evropě se regulací a organizací využití vzdušného prostoru městských oblastí pro bezpilotní doručování zásilek a jiné služby dronů zabývá Evropská agentura pro bezpečnost letectví (EASA). Razí v této souvislosti termín "U-space", což nízký prostor nad a mezi městskou zástavbou (ale i v jiných typech lokalit), který je již nyní využíván jinými prostředky letecké dopravy, jako jsou například vrtulníky záchranné služby a policie. Právě v něm se do budoucna předpokládá i pohyb doručovacích a jiných komerčních dronů.

"Již nyní jsme po celém světě svědky pokusů o komerční využívání tohoto prostorou drony," říká výkonný ředitel EASA Patrick Ky. "Mnoho společností chce drony využívat především pro zásilkové služby, ale také jako létající taxi. Naším cílem proto je vytvořit regulační rámec, umožňující těmto aktivitám sdílet vzdušný prostor se všemi ostatními subjekty, které se v něm pohybují. Tento rámec by měl vytvořit základ pro konkurenceschopný trh vzdušných služeb a zároveň zajistit bezpečnost, soukromí občanů a ochranu životního prostředí. Součástí našeho návrhu je také vytvoření Společné informační služby pro výmněnu důležitých informací mezi všemi uživateli U-space."

obr: Doručovací dron firmy Wing založené společností Google 

EASA své návrhy zveřejnila počátkem letošního roku v dokumentu Opinion No 01/2020 (High-level Regulatory Framework for the U-space) a předložila ho Evropské komisi. Pokud jej ta schválí a až budou dokončeny i konzultace se zúčastněnými stranami, bude zveřejněna konečná podoba regulace provozu v U-space, což se předpokládá ještě během letošního roku.

S komerčními službami provozovanými robotickými bezpilotními stroji nad obydlenými prostorami počítá i nová legislativa EU týkající se dronů. Pro velké drony pohybující se v kontrolovaném vzdušném prostoru nad obydlenými oblastmi vytvořila "rizikovou" kategorii s názvem Certified. Konstrukce i operátoři těchto strojů budou muset splňovat obzvlášť přísné podmínky, které se blíží požadavkům na skutečná letadla a jejich piloty.

Z břehu na loď a nejen to

Jednu ze společností, která se zabývá projekcí a testováním systémů řízení letového provozu bezpilotních prostředků doručovacích služeb v obydlených zónách je evropská aerokosmická společnost Airbus.

"Žádné město na světě dnes nepovolí let stroje bez pilota ve svém vzdušném prostoru," vysvětluje Bruno Trabel ze sekce Airbus Helicopters. "Pracujeme proto na systému řízení takových strojů, který by vytvořil jakési vzdušné magistrály vyhýbající se zakázaným zónám, s vlastní řídící infrastrukturou a pravidly provozu."

Vzhledem k trojrozměrnosti vzdušného dopravního prostoru bude kapacita těchto neviditelných dálnic mnohonásobně vyšší než u jakýchkoliv pozemních komunikací. S tímto cílem se Airbus podílí na projektu Skyways, který má dát vzdušnému provozu nad městskými ulicemi bezpečný řád. Společnost také vyvíjí dron pro testování tohoto dopravního systému.

obr: Dron projektu Airways společnosti Airbus pro doručování zásilek na lodě

První fází projektu a přípravou na projektování vzdušných koridorů pro bezpilotní robotické stroje je vytvoření systému dopravy menších a lehkých zásilek z pobřeží na lodě nedaleko od pobřeží. To by mělo umožnit doručování naléhavých menších zásilek, kvůli nimž by jinak plavidlo muselo ztrácet čas v přístavu a využívat drahé přístavní služby. I v tomto případě by stroje měly létat přidělenými vzdušnými koridory, přičemž cílová loď může být až 3 kilometry od pobřeží. Odborníci Airbusu věří, že takové využití dronu umožní lodním agenturám rozšířit portfolio nabízených služeb, zrychlit dodávky až šestkrát a snížit náklady na doručení až o 90 procent původních. Zdůrazňují také snížení uhlíkové stopy tohoto způsobu doručení oproti běžným postupům. Konečným cílem projektu je doručovat náklady o hmotnosti až 4 kilogramů, především náhradní díly, léky a dokumenty.

Loni na jaře uskutečnila společnost Airbus v singapurském přístavu první pokusy s doručením zboží autonomním dronem. Stroj donesl náklad o hmotnosti 1,5 kilogramu na palubu lodě Pacific Centurion nacházející se 1,5 kilometru od pobřeží a poté se zase automaticky vrátil na místo startu. Celá operace trvala pouhých 10 minut. Na akci se podílela také firma Wilhelmsen Ship Services, která je jednou z předních světových společností zabývající se námořní logistikou.

"Jsme nadšení, že jsme uskutečnili experiment, který je první svého druhu na světě," komentoval akci ředitel projektu Skyways Leo Jeoh. "To, že se nám to podařilo v jednom z nejrušnějších přístavů je významný krok k porozumění, co je potřeba k vytváření systémů bezpečného a spolehlivého létání dronů v oblastech s rušným provozem."

V další fázi projektu Skyways chtějí odborníci společnosti Airbus vypracovat a odzkoušet systém vzdušných koridorů pro doručování zásilek robotickými drony v areálu Singapurské univerzity. Letos se na projektu začal podílet také tamní Úřad pro dohled nad civilním leteckým provozem CAAS. Podle dohody podepsané v únoru budou CAAS a Airbus spolupracovat při vývoji a testování bezpilotních prostředků v městském prostředí.

"Máme vizi nazvanou Chytrý národ (Smart Nation), v jejímž rámci se snažíme řešit výzvy dopravní infrastruktury a dalších problémů rozvoje Singapuru," uvedl při té příležitosti ředitel CAAS Kevin Shum. "Využití bezpilotních létajících prostředků v prostředí jednoho z největších měst světa do ní dokonale zapadá."

Služba pro poslední centimetr

Vedle řízení letového provozu bezpilotních robotických prostředků odborníci v dané fázi vývoje doručování vzduchem0 je důležitá také analýza ekonomické efektivnosti v porovnání s jinými formami zásobování. Odborníci se shodují na tom, že drony jsou výhodné především pro pokrytí "posledního centimetru" cesty od výrobce ke koncovému zákazníkovi v internetovém maloobchodu. Fatma Gzarová a Gohram Baloch z kanadské Univerzity Waterloo nedávno zveřejnili studii efektivnosti nasazení dronů v konkrétních typech městských oblastí podle jejich populace a dalších faktorů. Vybrali si k tomu New York, kde již společnost Amazon doručování drony zkouší.

"Zkoumáme vztahy mezi náklady na provoz dodavatelských dronů a příjmy z něj na jedné straně a preferencemi zákazníků v určitých typech oblastí, legislativními omezeními a technologickými možnostmi těchto strojů na straně druhé," řekla Fatma Gzarová. "Teprve na základě takové analýzy je možné se rozhodnout jaké služby a v jakém rozsahu v konkrétních městských oblastech formou nasazení dronů nabídnout."

obr: Doručovací dron Canada Condor společnosti Dron Delivery Canada

Autoři studie došli k závěru, že efektivnost nasazení doručovatelských dronů v současné době limitují především technické parametry strojů (výdrž ve vzduchu, kapacita akumulátorů, nosnost) a předpisy pro jejich provoz. Nejsou proto vhodné pro hustě zalidněné oblasti, neboť pro pokrytí potřeb velkého množství potenciálních zákazníku by bylo potřeba hodně strojů, což je problematické z hlediska stávajících předpisů. Zatím tedy zájemcům z řad provozovatelů e-shopů navrhují jejich využití spíše v předměstských a venkovských oblastech. Tento druh zákazníků mohou provozovatelé stimulovat k využití vzdušných dodávek formou slev nebo jiných výhod. Současně se autoři domnívají, že jejich analýza situace umožní tvůrcům předpisů navrhovat taková regulační opatření, aby letecké zásobovací služby neomezovaly, ale naopak podporovaly jejich rozvoj, aby se ulevilo pozemní dopravě.

Mnoho odborníků se domnívá, že zásobování drony má velkou budoucnost také ve zdravotnictví, kde je často potřeba dopravovat léky, lékařský materiál nebo dokonce orgány a tkáně pro transplantace - rychle a přitom do oblastí, které jsou jinými dopravními prostředky obtížně dostupné. Letos v květnu například kalifornský startup Zipline prostřednictvím bezpilotních strojů distribuoval ochranné prostředky proti koronaviru na území Severní Karoliny. Použili při tom velký dron, který se podobal spíš malému letadlu, než kvadrokoptérám pro rekreační létání. Mohli s ním proto letos v květnu uskutečnit lety na vzdálenost až 51 kilometrů, přičemž letoun startoval z malého katapultu a v cíli na padáku odhodil kontejner s dopravovaným materiálem. Společnost s tímto způsobem dopravy získala zkušenosti během předešlých let v Africe, kde takto doručovala krevní plasmu a léky do odlehlých lokalit. Právě díky tomu ji FAA vybrala do programu zdravotnického zásobování v USA.

Jednou z výhod tohoto způsobu dopravy zásilek je i to, že jej neomezují zákazy pohybu osob kvůli COVID-19 - proto FAA v tomto případě dočasně povolila řadu výjimek z pravidel pro provozování bezpilotních prostředků.

"Ve světovém měřítku představuje zdravotnické zásobování podnikání o objemu 70 miliard dolarů," uvedl spoluzakladatel společnosti Zipline Keller Rinaudo. "Jsem si jistý, že využití elektrických dronů bude mnohem výnosnější, než zásobování běžnými dopravními prostředky."

To nejspíš neplatí jen pro zdravotnický materiál; v případě, že vznikne vhodná legislativa a systémy řízení vzdušného provozu bezpilotních prostředků, bude se to týkat i mnoha dalších druhů zboží.

Jan A. Novák