จุดเริ่มต้นโดรน
โดรน เดิมทีถูกพัฒนาขึ้นเพื่อใช้ทางการทหาร ครั้งแรกที่บันทึกไว้เครื่องบินไร้คนขับลำแรกเกิดขึ้นในเดือนกรกฎาคม 2392 โดยการใช้บอลลูนในการโจมตีครั้งแรกของกำลังทางอากาศทหารเรือ (naval aviation) การพัฒนาโดรนที่มีนัยสำคัญเกิดขึ้นในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 1 มีการใช้เทคนิคการควบคุมวิทยุเพื่อสร้างเครื่องบินไร้คนขับ Hewitt-Sperry Automatic Airplane เป็นเที่ยวบินแรกเกิดขึ้นในปี 2460 เครื่องบินลำนี้ได้รับการพัฒนาให้เป็นตอร์ปิโดทางอากาศเพื่อวัตถุประสงค์ทางการทหารและถือเป็นระเบิดลอยฟ้า ต่อมาในปี 2461 ซึ่งเป็นช่วงปลายของสงครามโลก สหรัฐฯ ได้พัฒนาโดรนที่เรียกว่า Aerial Torpedo หรือ Bug ในรัฐโอไฮโอ ซึ่งเป็นตอร์ปิโดไร้คนขับที่สามารถโจมตีเป้าหมายภาคพื้นดินได้ในระยะ 120 กิโลเมตร ในขณะที่บินด้วยความเร็ว 80 กิโลเมตรต่อชั่วโมง สามารถบรรทุกระเบิดได้กว่า 80 กิโลกรัม Bug มีการใช้ระบบควบคุมลมและไฟฟ้าภายในที่ตั้งไว้ล่วงหน้าเพื่อทำให้เครื่องบินมีเสถียรภาพ เมื่อบินไปถึงระยะทางที่กำหนด เครื่องยนต์จะหยุดทำงาน ปีกจะหลุดออก และแมลงยักษ์นี้จะตกลงมาจากท้องฟ้า
ในช่วงสงครามโลกครั้งที่สอง บริษัท Radioplane ได้ผลิตโดรน OQ-2 เกือบ 15,000 ลำสำหรับกองทัพสหรัฐฯ เป็นครั้งแรกที่มีการผลิตโดรนขึ้นเป็นจำนวนมาก รุ่น OQ-3 ที่เป็นรุ่นต่อมายังใช้กันในช่วงสงครามโลกครั้งที่สองโดยมีการสร้างมากกว่า 9400 ระหว่างสงคราม โดรนยังคงถูกใช้ในสงครามเรื่อยมา ทั้งในสงครามเวียดนาม การรุกรานอิรัก อัฟกานิสถาน รวมถึงสงครามรัสเซียกับยูเครนที่เกิดขึ้นในปัจจุบัน
ในภาพรวมจากอดีตโดรนได้รับการพัฒนาและใช้งานในบริบททางการทหาร การพัฒนาอย่างต่อเนื่องของเทคโนโลยี โดรนในวันนี้ไม่ได้ถูกจำกัดเฉพาะการใช้งานทางทหารเท่านั้น แต่ได้กลายเป็นของเล่นสำหรับคนที่ชอบเทคโนโลยีและการใช้ประโยชน์ในเชิงพาณิชย์ มีการพัฒนาระบบให้สามารถใช้งานได้ง่ายมากขึ้น ที่มาพร้อมลูกเล่นหลากหลายรูปแบบ รวมถึงศักยภาพในการบินที่สูงมากขึ้น จากข้อมูลของ Amazon Services LLC เทคโนโลยีโดรน (รุ่นเล็ก ที่ไม่ใช่โดนทางการทหาร) มีการพัฒนามาแล้วประมาณ 7 รุ่น
โดรน generation ต่างๆ
รุ่นที่ 1: เครื่องบินควบคุมระยะไกลพื้นฐาน
รุ่นที่ 2: รูปแบบยังค่อนข้างเหมือนเดิม (Static design) มีการติดตั้งกล้อง การบันทึกวิดีโอและภาพนิ่ง และการควบคุมการบินด้วยมือ (manual piloting control)
รุ่นที่ 3: รูปแบบยังค่อนข้างเหมือนเดิม (Static design) มีการติดตั้งแกนกันสั่นสองแกน สามารถวิดีโอเป็นระบบ HD มีระบบความปลอดภัยขั้นพื้นฐาน (basic safety models) และมีระบบช่วยการบิน (assisted piloting modes)
รุ่นที่ 4: การออกแบบเริ่มเปลี่ยนแปลงไป มีการติดตั้งแกนกันสั่นสามแกน ความละเอียดในการบันทึกวิดีโอเพิ่มสูงขึ้นเป็น 1080P HD หรือสูงกว่า มีโหมดความปลอดภัย และโหมดขับเคลื่อนอัตโนมัติ (autopilot modes)
รุ่นที่ 5: มีการออกแบบที่พลิกโฉม มีการติดตั้งแกนกันสั่น 360° บันทึกวิดีโอ 4K และโหมดขับเคลื่อนอัจฉริยะ (intelligent piloting modes)
รุ่นที่ 6: มีการปรับให้เหมาะสมทางการค้า มีการออกแบบพื้นฐานตามมาตรฐานความปลอดภัยและกฎข้อบังคับ การปรับแพลตฟอร์มและน้ำหนักบรรทุก ระบบความปลอดภัยอัตโนมัติ โหมดขับเคลื่อนอัจฉริยะและการขับเคลื่อนอย่างอิสระเต็มรูปแบบ และการตระหนักพื้นที่น่านฟ้า (airspace awareness)
รุ่นที่ 7: มีการออกแบบให้เหมาะสมทางการค้าอย่างสมบูรณ์แบบ การออกแบบตามมาตรฐานด้านความปลอดภัยและกฎระเบียบ การปรับแพลตฟอร์มและน้ำหนักบรรทุก โหมดความปลอดภัยอัตโนมัติ การพัฒนาโหมดขับเคลื่อนอัจฉริยะและการบินอย่างอิสระอย่างเต็มรูปแบบ การตระหนักพื้นที่น่านฟ้า (airspace awareness) และการดำเนินการอัตโนมัติ (การขึ้นเครื่องบิน ภาคพื้นดิน และการปฏิบัติภารกิจ) โดรนรุ่นที่ 7 นี้ ได้เริ่มต้นขึ้นแล้ว โดยบริษัท 3DRobotics ประกาศเปิดตัว Solo โดรนอัจฉริยะแบบออลอินวันตัวแรกของโลก ที่มาพร้อมระบบไฮเทคเต็มรูปแบบเมื่อหลายปีก่อน แต่ทั้งนี้ ได้ระงับการผลิตหลังจากพบความบกพร่องในระบบ GPS
หลักการทำงานของโดรน
โดรนประกอบด้วยเทคโนโลยีและอุปกรณ์ชิ้นส่วนต่างๆ โดยเทคโนโลยีหลักที่สำคัญมี 4 ส่วน ได้แก่
อากาศยานไร้คนขับ หรือ Unmanned Aerial Vehicles (UAV) เครื่องบินที่ไม่มีนักบินหรือผู้โดยสารที่เป็นมนุษย์ UAV และโดรน มีมักใช้เรียกแทนกัน ซึ่ง UAV สามารถขับเคลื่อนได้เป็นอิสระได้ทั้งหมดหรือบางส่วน แต่ทั้งนี้ บ่อยครั้งที่ถูกควบคุมโดยนักบินจากระยะไกล
สถานีควบคุมภาคพื้นดิน หรือ Ground Control Station (GCS) เป็นหน่วยควบคุมกลางที่ช่วยให้ UAV บินได้และ UAS ทำงานได้ สถานีการควบคุมภาคพื้นดินนี้ อาจมีขนาดใหญ่เท่ากับโต๊ะทำงาน ประกอบด้วยจอมอนิเตอร์หลายๆ จอ หรือจากจอมือถือที่ต่อเข้ากับอุปกรณ์ควบคุมขนาดกระทัดรัด อีกทั้ง ผู้ใช้ยังสามารถควบคุมเซ็นเซอร์น้ำหนักบรรทุก (controlling payload sensors) การอ่านสถานะ การวางแผนภารกิจ และการปล่อยสัญญาณไปยังระบบ Data link system
สัมภาระที่บรรทุกได้ หรือ Payloads โดรนบางตัวอาจรับน้ำหนักได้หลายสิบกิโลกรัม ในขณะที่บางตัวสามารถรับน้ำหนักได้เพียงไม่กี่กิโลกรัม ปัจจุบันโดรนมีการผลิตออกมากมายหลายรูปแบบ เพื่อให้สามารถนำอุปกรณ์ตรวจจับ หรือสัมภาระต่างๆ ขึ้นไปตามวัตถุประสงค์ของการใช้งาน เช่น กล้องถ่ายภาพนิ่ง กล้องอินฟราเรด กล้องถ่ายภาพเคลื่อนไหว เรดาร์ รวมถึง การติดตั้งจรวดหรือระเบิดขนาดต่างๆ ตามภารกิจ
ระบบการเชื่องโยงข้อมูล หรือ Data Links ทำหน้าที่เป็นศูนย์กลางการส่งสัญญาณที่อนุญาตให้โดรนสื่อสารกับผู้ควบคุมภาคพื้นดินขณะที่โดรนกำลังบิน โดยทั่วไปใช้เทคโนโลยีคลื่นความถี่วิทยุในการสื่อสาร Data Links ให้ข้อมูลที่สำคัญ เช่น เวลาเที่ยวบินที่เหลืออยู่ ระยะทางจากผู้ควบคุม ระยะทางจากเป้าหมาย ระดับความสูง และอื่นๆ
ที่มา