Wenn die Idee, wie Schwärme von Lieferdrohnen Pakete in unsere Städte liefern, als Witz begann, dann ist das Ende dieses Witzes vorerst nicht sichtbar. Im Jahr 2015 meldete Amazon ein Patent für eine Kommandozentrale für Drohnen an, so etwas wie einen Bienenstock
in der Innenstadt - eine Metapher, die niemals Anlass zur Sorge gibt. Google entwickelt ein
eigenes Programm , das heute die Lieferung von
Burritos umfasst . Auch wenn dies ein Witz ist, erzählen sie es sehr lange.
Vergessen Sie für eine Sekunde die verrückte Logistik eines solchen Systems oder ob es Ihnen gefallen wird, wenn Ihre Stadt mit Drohnen überflutet ist. Die Hauptfrage: Ist diese Methode wirklich besser und effizienter als Standard-Lkw? Und ohne ein solches System ist es in der Realität schwer zu beantworten.
Heute hat eine
Gruppe von Forschern in einer Zeitschrift von Nature Communications
versucht, die Energieeffizienz von Drohnen
zu simulieren und mit klassischen Flotten von Kurierfahrzeugen zu vergleichen. Welches ist besser? Es stellt sich heraus, dass alles von einer Reihe von Faktoren abhängt, die Sie sich höchstwahrscheinlich nicht vorstellen können. Aber es sind ihre Unternehmen und Aufsichtsbehörden, die berücksichtigen müssen, wann eine automatische Lieferung wahrscheinlicher wird.
Erstens wird die Infrastruktur für erneuerbare Energien wie Solar in verschiedenen Teilen des Landes unterschiedlich entwickelt, was bedeutet, dass das Laden all dieser Drohnen je nach Region zu unterschiedlichen Mengen an Kohlendioxid führt. In dieser Studie verglichen die Forscher die Emissionen an beiden Enden des Spektrums: im sehr "grünen" Bundesstaat Kalifornien und im Gegenteil in Missouri.
"Wir haben gemischte Ergebnisse erzielt", sagt der Hauptautor John Stolyarov,
Umweltschützer am
Livermore National Laboratory . "Es besteht die Möglichkeit, dass Drohnen die Treibhausgasemissionen und den Energieverbrauch reduzieren, aber sie müssen sehr sorgfältig eingesetzt werden."
Eine kleine Drohne, die in einem kalifornischen Lager arbeitet, wird für die Emission von etwa 430 Gramm CO
2 pro Packung verantwortlich sein, verglichen mit 915 Gramm, für die der LKW verantwortlich ist. Aber im nicht so „grünen“ Missouri wird eine kleine Drohne für 850 Gramm CO
2 pro Packung und ein LKW für 1100 Gramm verantwortlich sein. Daher werden in Kalifornien 53% der Emissionen und in Missouri 23% der Emissionen eingespart.
Der Standort ist jedoch nicht der einzige Parameter, der die Emissionen beeinflusst. Die Größe muss ebenfalls berücksichtigt werden. Wissenschaftler modellierten zwei verschiedene Drohnen, einen kleinen Quadrocopter, der ein halbes Kilogramm tragen kann, und einen großen Oktokopter, der 8 Kilogramm tragen kann. Sie testeten sie in der realen Welt, bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten und mit unterschiedlichen Winden und gaben diese Daten dann in ihre Modelle ein.
"Am anderen Ende des Spektrums stellt sich heraus, dass eine große Drohne 9% effizienter als ein Diesel-Lkw in Kalifornien und 50% schlechter als ein Lkw in Missouri ist."
Das Modell muss jedoch bestimmte Annahmen treffen, die nicht unbedingt mit der tatsächlichen Umsetzung der Lieferung durch Drohnen übereinstimmen. Zum Beispiel fliegen Drohnen direkt in Simulationen wie Vögel. „In der realen Welt können abhängig von den Regeln und Gesetzen spezielle Routen auftreten, denen Drohnen folgen müssen“, sagt Stolyarov. "Dies wird den Weg verlängern, die Drohnen müssen weiter fliegen oder sie müssen mehr Lagerhäuser bauen, um dasselbe Gebiet zu bedienen."
Dieser Unterschied ist wichtig, da unter Berücksichtigung moderner Batterien eine Drohne, die ein Paket zu einer Adresse transportiert, nicht mehr als drei Kilometer fliegen kann. Forscher haben vorgeschlagen, Lagerhäuser, in denen Drohnen geladen und aufgeladen werden, unter Berücksichtigung dieser kurzen Reichweite zu bauen. Im relativ kleinen San Francisco werden vier Lagerhäuser benötigt, in einem ziemlich großen Golfgebiet mehr als 100.
Aber je mehr Sie Lager bauen, desto mehr Energie verbrauchen Sie, um sie mit Strom zu versorgen, zu heizen und zu konditionieren, was sich auf die Energievorteile der Lieferung auswirkt. Die Forscher machten keinen Unterschied in der Energie, je nachdem, ob die Lastwagen Waren aus mehreren Lagern oder aus einem Lager liefern. Eine Möglichkeit, das Problem zu lösen, besteht darin, vorhandene Kräfte in Drohnenbienenstöcke umzuwandeln. Bei Amazon, dem heutigen
Eigentümer von Whole Foods , könnten Drohnen Lebensmittel von den Dächern von Geschäften liefern, die bereits in Städten wie San Francisco verstreut sind.
Und doch ist es schwer, sich eine urbane Version einer solchen Lieferung vorzustellen, die nicht schnell ins Chaos gerät. In der Tat gelangen Hunderte von Paketen in einen Kurierwagen. „Jedes Mal, wenn Sie einen solchen Van sehen, können Sie sich hundert Drohnen am Himmel vorstellen“, sagt Co-Autor Costa Samaras, ein Bauingenieur aus Carnegie Mallon. "Hier haben Sie Lärm und die visuelle Komponente sowie Sicherheit und Privatsphäre."
Und das ist nicht zu erwähnen, wie verschiedene Drohnen-Netzwerke sich nicht gegenseitig stören können. Amazon hat möglicherweise eine eigene Flotte, Google hat möglicherweise eine eigene und die Lebensmittelkette hat möglicherweise eine eigene. Es ist einfach genug, einen eigenen Drohnenschwarm zu organisieren, aber versuchen Sie, denselben Himmel mit Staffeln anderer zu teilen.
Kurierdrohnen können wie jede Automatisierung letztendlich gute Arbeit für Unternehmen leisten, aber dieses Problem kann richtig und falsch gelöst werden. "Es ist ziemlich offensichtlich, dass Unternehmen interessiert sind", sagt Samaras. "Es ist wichtig zu verstehen, wie die Regulierungsbehörden die Entwicklung dieses Themas zum gegenseitigen Nutzen steuern können, bevor der Himmel mit Drohnenpackungen gefüllt ist, die Pakete liefern."
Fakten
- Während einige Unternehmen erwägen, Drohnen auf dem Luftweg zu versenden, möchten andere bodengestützte Roboter einsetzen. In San Francisco fährt das Startup Marble durch eine der schwierigsten Gegenden der Stadt.
- Ein weiterer Bodenroboterkurier [ca. perev.]
- Aus Sicherheitsgründen hat die Aufsichtsbehörde der Stadt San Francisco kürzlich den Einsatz von Kurierrobotern auf den Bürgersteigen der Stadt stark eingeschränkt .
- In Ruanda leistet ein Startup einen etwas edleren Job: die Blutversorgung von Drohnen .
- Die Moskauer Behörden haben begonnen, eine neue Methode zur Lieferung von Waren mit Kurierdrohnen zu testen . Bisher werden Drohnen eingesetzt, um kleine Lasten von bis zu drei Kilogramm oder leichte Korrespondenz zu liefern. In Zukunft planen Entwickler jedoch, die Fähigkeit von "fliegenden Kurieren" zu verbessern. [ca. perev.]