Dostarczenie paczek przez drony to rewolucyjny pomysł do ulepszenia końcowego etapu w procesie logistycznym, zwanym ostatnią milą. Idea ta posiada wiele zalet, a najważniejszą z nich wydaje się błyskawiczny czas dostaw. Na przełomie 2013 i 2014 r. media na całym świecie opisywały nadejście tego innowacyjnego rozwiązania. Dlaczego więc po niemal dekadzie wciąż pizzę przywożą nam pracownicy przyjeżdżający samochodami? Dlaczego w miejscu powstania tego pomysłu – Ameryce – jest nie inaczej?

Jeff Bezos, założyciel Amazona, największej platformy e-commerce, niemal dekadę temu ogłaszał na łamach CNN swoje plany dotyczące rewolucyjnego pomysłu dostaw przez drony. Hektokoptery, czyli bezzałogowe statki powietrzne z ośmioma wirnikami, miały – jak przewidywał – być dostępną opcją dowozów w ciągu pięciu lat od ogłoszenia tej śmiałej wizji. Mamy rok 2022 i wciąż daleko nam do spełnienia się tych słów. Wymownym jest fakt, iż ciężko znaleźć wideo promocyjne z 2013 r., w którym pokazane jest działanie drona – na platformie YouTube zostało oznaczone, jako „niepubliczne”.

Czytaj więcej

Drony

Poczty w dronowej awangardzie. Paczka prosto z nieba

Drony zrobiły furorę na ukraińskim niebie, okazując się morderczą i skuteczną bronią, ale w tym samym czasie szybko rozwijają się zastosowania cywilne. Jednym z wiodących są „latający listonosze”.

Pierwsze doręczenie przesyłki dronem przez Amazona miało miejsce w 2016 r. w hrabstwie Cambridgeshire, we wschodniej Anglii. Wielu myślało, że jest to już prawdziwy początek rozwoju tej technologii. Nic bardzie mylnego, można przypuszczać, że przynajmniej dla Amazona projekt ten został odłożony na boczny tor – a przynajmniej tak twierdzi wielu analityków obserwujących ten rynek. W zeszłym roku Amazon Prime Air wycofał się z Wielkiej Brytanii, czyli z „serca” rozwoju tego pomysłu dla wspomnianej firmy. Co więcej, jak informował portal Wired, w brytyjskiej placówce dochodziło do nieprawidłowości w działalności firmy, a przełożeni nie potrafili odpowiedzieć na podstawowe pytania związane z projektem.

Choć technologiczny potentat nie jest jedyną firmą pracującą nad dostawami dronami, to jednak Amazon ma niekwestionowaną pozycję lidera na rynku, ma ogromny kapitał oraz to on rozbudził nadzieję ogłaszając głośno swoje plany. Dlatego tak ważnym jest wspomnienie na początku właśnie o tej firmie. Prowadzi nas to do pytania, co stoi na przeszkodzie w rozwoju tej technologii?

Jak to działa

Przed odpowiedzią na powyższe pytanie warto poznać typowy schemat dostawy dronem. Otóż, gdy klient dokona zakupu towaru na platformie e-commerce lub zamówi posiłek z restauracji, system przydziela drona do danego zakupu. Autonomiczny pojazd jest wybierany w czasie rzeczywistym na podstawie kryteriów: miejsca docelowego oraz stanu baterii. Dron może znajdować się generalnie w trzech stanach: nieaktywny, w użyciu oraz będący w procesie ładowania. Po przydzieleniu odpowiedniego robota do zamówienia, tenże wylatuje po paczkę, a po jej odbiorze zmierza do (unikając przy tym wszelkich typowych dla standardowego transportu problemów) odbiorcy. Po doręczeniu, algorytm systemu decyduje, czy dron ma się udać do stacji ładowania, czy ma pozostać w swojej bieżącej lokalizacji i poczekać na następne zadanie.

Proste? Niezupełnie. Z tą innowacją wiąże się szereg problemów i wyzwań. Tematyka ta jest coraz częściej poruszana przez naukowców i tak na przykład T. Benarbia i K. Kyamakya w artykule przeglądowym pt. „A Literature Review of Drone-Based Package Delivery Logistics Systems and Their Implementation Feasibility” wyodrębniają cztery główne wyzwania.

Liczne bariery

Pierwszą kwestią jest problem wyznaczania tras pojazdów za pomocą dronów, który po polsku znany jest pod pojęciem problemu marszrutyzacji, polegający na wyznaczeniu optymalnych tras przewozowych dla określonej liczby środków transportu. Większość literatury opisuje hybrydowe systemy dostarczania, czyli połączenie samochodu z dronem. Niektóre podejścia sugerują, że pojazd powietrzny powinien zostać przetransportowany jak najbliżej miejsca docelowego przez samochód.  W czasie gdy dron będzie zmierzał do celu, pojazd naziemny będzie docierał do miejsc niedostępnych dla statku powietrznego. Innym podejściem jest założenie, że drony będą obsługiwać wszystkich klientów w ich maksymalnym zasięgu, podczas gdy ciężarówka będzie obsługiwała pozostałych zamawiających. Generalnie rozważania sprowadzają się do rozwiązania tzw. problemu komiwojażera, czyli znalezienia najkrótszej/ najtańszej/ najszybszej drogi łączącej dowolne punkty.

Drugim problemem jest kwesta przydziału drona do danego zamówienia. Najczęściej chodzi o dostarczenie przesyłki w jak najkrótszym czasie, mając przy tym na uwadze takie ograniczenia jak zasięg powietrznego robota oraz koszty operacyjne systemów. Jednym z głównych schematów opisywanych m.in. przez badaczy to wykonywanie w pierwszej kolejności zlecenia, które jest najbliżej, a drugie podejście polega na wykonywaniu zadań w kolejności zamówienia – system sprawdza, który dron jest najbliżej danej lokalizacji i tam jest wysyłany. Wydaje się to banalne, ale biorąc pod uwagę, że dronów mogą być setki lub tysiące na stosunkowo niewielkim obszarze, opracowanie dobrego modelu jest kluczowe.

Następnym poruszanym często zagadnieniem jest proces ładowania i lokalizacja stacji ładujących. Biorąc pod uwagę konfigurację stacji ładowania, czas ładowania, liczbę akumulatorów i ich zasięg – trzeba zbudować odpowiednią sieć stacji, dzięki którym drony będą mogły uzupełniać poziom baterii. Często mówi się także o mobilnych stacjach jako o rozwiązaniu koniecznym do sprawnego funkcjonowania tego typu dostaw. Mobilna stacja mogłaby być zamontowana np. na dachach poruszających się w mieście samochodów lub pojazdów komunikacji miejskiej. Niektórzy specjaliści opracowali tzw. politykę współpracy dostawców, czyli kooperację konkurentów w celu podziału całkowitego kosztu usługi dostawy dronem.

Wreszcie, jak w każdej firmie świadczącej usługi transportowe, kluczowe jest dopasowanie swojej floty do własnych możliwości i potrzeb rynku. Dwie główne strategie to po pierwsze: planowanie operacji dostaw przy jednoczesnym minimalizowaniu odległości lotu. Drugie podejście to znalezienie równowagi pomiędzy odległością a wielkością floty.

Obawy społeczne i problemy technologiczne

Powyżej wspomniano o czterech głównych obszarach wyzwań dla transportu z użyciem dronów. Wszystkie te kategorie można zaliczyć do problemów technicznych. I ten właśnie obszar jest jednym z najczęściej opisywanych w literaturze. W artykule pt. „Drones for parcel and passenger transportation: A literature review”, podsumowującym 111 interdyscyplinarnych publikacji, autorzy zaraz po technicznych barierach wymieniają te związane z prawem. Chodzi głownie o obawy dotyczące zaporowego efektu surowych regulacji oraz braku harmonizacji prawnej. Na wielu obszarach funkcjonowanie dronów jest niemożliwe bądź bardzo trudne. Takimi strefami, specjalnie chronionymi, są przede wszystkim lotniska. Federalna Administracja Lotnictwa w USA, czy odpowiadające jej organy w innych krajach regulują możliwość używania dronów.

Trzecią najczęściej opisywaną barierą dla opisywanej technologii jest brak akceptacji wśród społeczeństwa. Głównie chodzi tu o naruszanie prywatności oraz o kwestie związane z bezpieczeństwem, ale również o np. normy hałasu. Jako, że dostawy paczek dronami to dość nowy koncept, to z uwagą, a wręcz z nieufnością są obserwowane wszelkie aktywności związane z tymże pomysłem. Jednak każda nowa technologia na początku jest nieperfekcyjna, więc i tutaj zdarzyć mogą się różne nieprzewidziane sytuacje. Podmioty na rynku dobrze wiedzą, że np. informacja o zranionym kliencie podczas testów byłaby wielką sensację w mediach oraz przyczynkiem do jeszcze większych obostrzeń legislacyjnych. Naturalnie więc firmy dążyć powinny do perfekcji, co utrudniać może rozwój tejże technologii.

Jednakże, jak informował w kwietniu Bloomberg, największemu graczowi na rynku daleko jest do ideału. W przeprowadzonym śledztwie, dziennikarze opisują nieprawidłowości w Amazonie związane z wysyłką dronami, gdzie – jak czytamy w artykule – firma przedkłada szybkość nad bezpieczeństwo w imię pokonania konkurentów. Takie informacje oczywiście martwią i pokazują, że obawy społeczeństwa o bezpieczeństwo są przynajmniej po części uzasadnione.

Niemieccy naukowcy w ostatnio wspomnianej pracy wyróżniają także najczęściej opisywane problemy dotyczące dostaw dronami. Oprócz wspomnianych już kwestii prawnych drugą pojawiającą się w literaturze grupą zagadnień są aspekty etyczne, gdzie najważniejszą jest zagrożenie dla prywatności. Oprócz tego obawy koncentrują się na braku przejrzystości w zakresie celów operacji wykonywanych przez drony. Dochodzą do tego kwestie prywatności danych i możliwości zwiększonego nadzoru. Ludzie boją się, że drony mogą stać się łatwym sposobem do nadużyć zarówno przez przestępców, ale i przez instytucje rządowe. Jak podsumowują to niektórzy – drony sprawiają, że ogrodzenia i ściany nie mają znaczenia dla tych, którzy chcą uniknąć niechcianego oka „Wielkiego Brata”.

Czego jeszcze obawiają się ludzie myśląc o powietrznych dostawach? Według badania przeprowadzonego przez firmę Clutch najczęściej niepokój kupujących online dotyczy możliwości uszkodzenia przesyłek. Świadczy to o tym, że ludzie – zresztą nie bez przyczyny – w obecnej fazie rozwoju opisywanej technologii są sceptyczni do jej możliwości. Kolejną wskazywaną przez respondentów rzeczą jest zagrożenie dotyczące zhakowania systemu czy też kradzieży drona.

Z kolei na trzecim miejscu w rankingu najczęstszych niepokojów związanych z przesyłkami dronami jest to, że rozwiązanie to może zabrać ludziom pracę. Jest to obawa, która w zasadzie od dawna towarzyszy rozwojowi technologii. Pewnie dlatego to w niedawnym komunikacie Amazona dotyczącym dostaw Prime Air przeczytać możemy, że firma będzie „inwestować w społeczność, tworzyć nowe miejsca pracy oraz budować partnerstwa z lokalnymi organizacjami”.

Wspomniano powyżej o wyzwaniu polegającym na wyznaczaniu optymalnych tras. Jednakże jeszcze ważniejszym aspektem jest rozwój odpowiedniej technologii umożlwiającej loty autonomiczne. Na drodze drona czekać może wiele barier takich jak: linie telekomunikacyjne, drzewa, budynki, ptaki, balony, czy wreszcie ludzie. Do sprawnego lotu potrzebna jest zaawansowana technologia, która przy pomocy sygnału GPS oraz z wizualnymi, termicznymi i sonarycznymi czujnikami pozwala tworzyć swoiste mapy 3D. Chodzi o to by unikać wszelkich przeszkód, co Amazon nazywa technologią „sense and avoid” (wyczuwaj i unikaj). Priorytetem firm myślących na poważnie o dostawach dronami są loty w systemie BVLOV (ang. Beyond Visual Line of Sight), czyli poza zasięgiem wzroku. A to jest już nie tylko ograniczone technologią, ale wspomnianymi regulacjami instytucji nadzorujących ruch lotniczy.

Zbyt wiele zalet

System przesyłek dronami ma wiele zalet. Chyba najważniejszą z nich jest drastyczne skrócenie czasu dostaw. Od kilku lat, szczególnie od czasu pojawienia się pandemii rośnie rynek q-commerce, czyli szybkich dostaw, z czasem oczekiwania do kilkudziesięciu minut. Drony to perfekcyjne rozwiązanie do tego typu dostaw, bo przy dość dużej prędkości, którą mogą rozwinąć, omijają równocześnie miejskie korki. Oprócz tego w dłuższej perspektywie, gdy tego typu przesyłki będą rozpowszechnione, również koszt powinien być przystępny. Drony mają być stosunkowo niedrogie, nie będzie trzeba do nich kupować paliwa i wreszcie nie będzie konieczności zatrudniania wielu osób do ich obsługi. Wszystko to obniży koszty firm, co konsekwencji zmniejszy cenę usługi dla użytkownika końcowego.

Oprócz tego ważną rzeczą jest ograniczenie emisji CO2 i innych gazów cieplarnianych. Transport jako sektor gospodarki od lat jest już na celowniku władz wielu państw, które chcą ograniczyć emisję szkodliwych gazów. Szczególnie w Unii Europejskiej Zielony Ład oraz pakiet „Fit for 55” to sztandarowe inicjatywy mające doprowadzić wspólnotę państw europejskich do neutralności klimatycznej. System wysyłek paczek przez drony może okazać się bardzo pomocny w tym.

Nie tylko Amazon

Choć jak napisano na początku, Amazon już dawno składał obietnice bez pokrycia, że paczki przywozić nam będzie mały statek powietrzny, to ostatnio znów zrobiło się o tym głośno. Jak informowały media kilka miesięcy temu, firma miała na celu przeprowadzenie 12 tys. lotów, w tym część z realnymi dostawami, a część jako próby wytrzymałości maszyn. Testy miały się odbywać w Lockeford w Kalifornii i College Station w Teksasie. Dziś Amazon potwierdza tylko tę pierwszą lokalizację.

W rozwój technologii dostaw paczek przez drony inwestuje nie tylko potentat e-commerce. Inna duża firma technologiczna Alphabet, do którego należy Google, również jest aktywna na tym rynku. Jej Start-up Wings we współpracy z siecią Walgreens testuje swoje bezzałogowce w miejscowościach Little Elm i Frisco w Teksasie.

Jeszcze ambitniejsze plany ma Walmart, który ma zostać pierwszym dużym sprzedawcą detalicznym używającym dronów. Sieć ta obwieściła w maju, że do końca roku cztery miliony Amerykanów z sześciu stanów będzie mogła robić swoje zakupy używając powietrznych robotów. Wraz z operatorem DroneUp amerykańska sieć marketów ma oferować ok. 100 tys. produktów, a przesyłka kosztować ma 3,99 dolarów.

Drony są też intersującym środkiem transportu dla firm przewozowych. Ostatnio FedEx połączył siły z kalifornijskim producentem dronów eVTOL Elroy Air, by opracować rozwiązania przesyłek na średnim dystansie. W 2023 r. rozpocząć mają się testy drona Chaparral, który miałby przewozić ładunki do aż 220 kg na dystansie nawet 500 km, na początku między firmowymi sortowniami. Choć są to na razie prototypy, to wciąż brzmi to niewiarygodnie i może być rewolucją w logistyce. O dronach o dużych gabarytach myśli także gigant logistyczny DB Schenker, który wraz z firmą Volocopter projektują dron towarowy (eVTOL - elektryczny statek powietrzny pionowego startu i lądowania) mający transportować ładunki do 200 kg na odległość 40 km.

Nie brakuje też mniej znanych firm, jak np. start-up Wingocopter, który wspólnie z Continental Drones planuje dostarczać przesyłki w Afryce. W ciągu 5 lat mają oni wdrożyć do użytkowania 12 tys. dronów, co byłoby największym tego typu przedsięwzięciem. Drony w Afryce Sub-Saharyjskiej to odmienny kierunek rozwoju tejże technologii, ale autorzy przekonują, że to właśnie w najbiedniejszych krajach technologia ta ma szansę na rozwój. Oprócz jedzenia przesyłanym towarami mają być wyroby medyczne jak np. szczepionki czy lekarstwa.

Podobne rozwiązanie od lat sprawdza się już w Rwandzie, gdzie przy słabej infrastrukturze drogowej dostawy krwi przez latające maszyny są najszybszym sposobem dostarczenia tej cennej substancji. Firma z San Francisco – Zipline – posiada w Rwandzie infrastrukturę pozwalającą wykonanie ok. 500 lotów dziennie. A ostatnio to amerykańskie przedsiębiorstwo podpisało umowę z innym krajem – Ghanną – na podobne dostawy m.in. krwi, szczepionek oraz lekarstw.

Chmara dronów na niebie to futurystyczny obraz pasujący do filmów science fiction. Jednak w ostatnim dziesięcioleciu wizje elektrycznych, latających pojazdów coraz śmielej są przedstawiane przez ludzi chcących zrewolucjonizować rynek przesyłek. Choć często optymizm ten jest na wyrost, to wydaje się, że technologia ta ma przed sobą przyszłość i może nie za kilka lat, ale w nieco dłuższej perspektywie swoje zakupy odbierać będziemy nie z rąk kuriera – ale od zlatującego z góry szumiącego urządzenia.