רחפן אוטונומי ממפה מנהרת מכרה חשוכה בסריקת חיישן טורקיז, טס ללא GPS.
Artificial IntelligenceRoboticsDrones

משבש של 25 ואט מנצח לוויין של 20,000 דולר. לכן הרחפן שלכם חייב לטוס בעיוורון.

Ashutosh SinghalAshutosh Singhal10 במאי 202612 min

לוויין GPS מקיף את כדור הארץ בגובה של כ-20,200 קילומטרים מעל ראשכם. עד שהאות שלו מגיע למקלט של רחפן, הוא נושא בערך את אותה עוצמה כמו נורה של 25 ואט הנראית ממרחק של עשרת אלפים מייל. משבש היושב במרחק כמה קילומטרים מאותו רחפן קרוב אליו, במונחי אובדן נתיב, פי מיליון.

אז התחרות מעולם לא הייתה הוגנת. למשבש קרקעי זול יש בקלות יותר אות במקלט מאשר לכל מערך הלוויינים כולו, והמקלט ננעל על מה שהכי חזק בפס. זה אינו פגם בשבב GPS מסוים כלשהו שאפשר להחליף. זהו חוק הריבוע ההפוך המיושם על מערכת שמעולם לא תוכננה עבור מישהו שמנסה לשבור אותה. אוטונומיה של רחפנים ללא GPS — טיסה ללא לוויינים, תוך שימוש במצלמות ובבינה מוטמעת במקום — חדלה להיות נושא מחקר אקזוטי ברגע שהפיזיקה הזו נתקלה ביריב אמיתי.

אני בונה את מחסניות הניווט שמאפשרות לרחפנים להמשיך לטוס כשהלוויינים כבים. במהלך השנתיים האחרונות ראיתי את זה עובר מתחום עניין ביטחוני נישתי למשהו שגם מנהל מכרה בשוודיה וגם קצין תוכניות בחיל הנחתים מתקשרים בעניינו באותו שבוע. הכוחות שגרמו לכך לא עומדים להתהפך. תנו לי להוליך אתכם דרך מה שהשתנה, מה שבאמת נדרש כדי לבנות רחפן שיכול לטוס בעיוורון, והדרך היקרה שבה למדתי שרוב החלק הקשה אינו האלגוריתם.

מדוע רחפן הזקוק ל-GPS הפך כעת לנטל

במשך רוב העשור האחרון, "הרחפן איבד את ה-GPS" היה מטרד. כעת זהו מבוי סתום רכשי ותפעולי, ושלושה כוחות נפרדים דחפו אותו לשם בבת אחת.

הראשון הוא המלחמה באוקראינה, שהפכה את הלוחמה האלקטרונית מתיאוריה למזג אוויר. מערכות R-330Zh "Zhitel" רוסיות מקימות בועות שיבוש רב-קילומטריות — שלושים קילומטרים ויותר — שמציפות את פסי הלוויין L1 ו-L2 יחד עם קישורי הבקרה של 900 MHz, 2.4 GHz ו-5.8 GHz שרחפנים מסתמכים עליהם. בתוך בועות אלה, הכתבה של IEEE Spectrum על לוחמת רחפנים אוטונומית מתעדת שיעורי אובדן FPV של 50% ומעלה עקב שיבוש, כאשר יחידה אחת מדווחת על אובדן של כמעט שליש מהגיחות שלה ללוחמה אלקטרונית בלבד. מפעילים אוקראינים החלו לכנות את ה-GPS "מותרות ששכחנו שהיו קיימות."

מפעילים בקו החזית בונים כיום גופי רחפן שנשלחים ללא מקלט GPS כלל, מפני שאיש אינו מניח שהאות יהיה שם.

זה הסימן המסגיר. כשהאנשים הקרובים ביותר לבעיה מפסיקים להתקין את הרכיב, הרכיב מת.

הכוח השני הוא רגולטורי, והוא נחת כמו גיליוטינה. ב-22 בדצמבר 2025, ה-FCC הוסיפה אתכל מערכות כלי טיס בלתי מאוישים מתוצרת חוץ ואת רכיביהן הקריטיים לרשימת ה-Covered List שלה בהודעה גורפת אחת, DA 25-1086. הקונגרס, ב-NDAA לשנת התקציב 2025, הורה ל-FCC לפעול נגד DJI ו-Autel באופן ספציפי. ה-FCC בחרה לפעול נגד כל יצרן זר בבת אחת. ציוד ברשימת ה-Covered List אינו יכול לקבל אישורי ציוד חדשים — דגמים מאושרים קיימים עדיין ניתנים למכירה ולהטסה, אך מסלול הרכש עבור כל דבר הבנוי על שרשרת אספקה זרה הוא כעת סופי ומתקצר באופן גלוי.

צפיתי במנהל תוכנית מתמודד בזמן אמת עם מה שזה אומר עבורו. הייתה לו תוכנית צי הבנויה סביב גופי רחפן DJI Matrice ו-Autel Evo, ותוך אחר צהריים אחד מחציתה הפכה לבלתי ניתנת לרכישה עבור כל רכש פדרלי חדש. הוא שאל אותי, בחצי צחוק, אם הכלל יבוטל. הוא לא יבוטל. הכוח השלישי מסביר לכם מדוע.

ריק הרכש הוא אמיתי, והמספרים מוכיחים זאת

ב-22 במרץ 2026, ה-U.S. Army העניקה ל-Skydio חוזה בשווי $52 מיליון עבור יותר מ-2,500 רחפני X10D — חוזה ה-UAS הקטנים הגדול ביותר מספק יחיד בהיסטוריה של הצבא. הפרט שחשוב אינו הסכום הכספי. אלא שהעסקה נסגרה מהצעה ועד הענקה בפחות מ-72 שעות.

רכש אינו נע כה מהר משום שמישהו נרגש. הוא נע כה מהר כשאין לאן אחר לשלוח את ההזמנה. המלאי המאושר של פלטפורמות שמסוגלות באמת לטוס בסביבה אלקטרומגנטית מאותגרת הוא קטן, הביקוש עצום, והפער מתמלא על ידי אותם יצרנים אמריקאים ובעלי ברית שיכולים לספק מחסנית ניווט חזותי מכוילת על מסגרת תואמת היום.

אפשר לראות את אותה דחיפות במי עוד מקבל מימון. Anduril זכתה בחוזה של חיל הנחתים בשווי $23.9 מיליון עבור יותר מ-600 תחמושות משוטטות Bolt-M המנווטות לפי נקודות ציון בתנאי היעדר GPS. Auterion קיבלה חוזה של הפנטגון בשווי $50 מיליון עבור 33,000 ערכות תקיפה לרחפנים המיועדות לאוקראינה, ואז הכריזה על מיזם משותף ל-50,000 נוספות — ובינואר 2026 ביצעה את מתקפת נחיל הרחפנים הקינטית הראשונה של ארה"ב בשליטת מפעיל יחיד. Shield AI גייסה מעל $900 מיליון ממכירת האוטונומיה Hivemind שלה. הכסף אינו רודף אחר גופי רחפן טובים יותר. הוא רודף אחר התוכנה שמטיסה אותם כשהלוויינים נעלמים.

ומתחת לכל זה, הרשימה שמולה אני עובד כל יום זזה בשקט: ה-Defense Innovation Unit העבירה את ה-Blue UAS Cleared List — כחמישים ומשהו הפלטפורמות שקונים פדרליים מורשים לרכוש — אל ה-Defense Contract Management Agency בדצמבר 2025, כאשר ה-Green UAS של AUVSI מהווה כעת מסלול כניסה מורשה ל-Blue. אם אתם OEM בדרג ביניים עם מסגרת זכאית ל-Blue וללא צוות אוטונומיה מעמיק, הרשימה הזו היא גם ההזדמנות שלכם וגם הבעיה שלכם.

לפיזיקה לא אכפת אם אתם במלחמה

גרף קווי: שגיאת המיקום של IMU בלולאה פתוחה עולה כ-t בריבוע בעוד השגיאה המתוקנת על ידי VIO נשארת חסומה.

הגרסה האזרחית של זה היא גיאומטריה, לא לוחמה, וזה המקום שבו אני עושה הרבה מהעבודה האמיתית שלי.

יחידת מדידה אינרציאלית — חבילת המד-תאוצה והגירוסקופ הקטנה שכל רחפן נושא — היא חיישן מהיר אך רועש עמוקות. מחשבים מיקום על ידי אינטגרציה כפולה של התאוצה, מה שאומר שכל שגיאה קטנה גדלה בריבוע הזמן שחלף. יחידת MEMS בדרגה צרכנית שנותרת לפעול בלולאה פתוחה במכרה תת-קרקעי סוטה מטרים תוך שניות. לרחפן אין שום נקודת ייחוס חיצונית כדי להבחין בסטייה, ולכן הוא אינו מבחין. המפעיל מגלה זאת כשגוף הרחפן מטיח את עצמו לתוך קיר.

ללא קיבוע מיקום מבחוץ, רחפן אינו יודע שהוא אבוד. הוא מטיס את שגיאתו שלו היישר אל תוך הסלע.

ההצדקה הכלכלית לתיקון זה אכזרית במובן הטוב ביותר. במפעל עפרות הברזל של LKAB בקירונה שבשוודיה, בדיקת חלל כרייה ידנית בת שמונה שעות הפכה לטיסת רחפן בת עשרים דקות — יחס שמתקיים ברוב עבודות המרחב המוגבל, שבהן סקרי רחפנים מקצצים עלויות בעד 70% לעומת שליחת צוות. בצד האנרגיה, כשל בודד של צינור נפט וגז עולה כ-$8.5 מיליון בניקוי, קנסות ושיקום, לעומת בדיקה שגרתית של $75,000 שהייתה מזהה את הקורוזיה. מחקר RTI שהוזמן על ידי NIST העריך את עלותה של הפסקת GPS ארצית בכמיליארד דולר ליום.

אך כל אחד מהמספרים הללו תלוי בכך שהרחפן יגיע לנקודת הבדיקה. פלטפורמות תעשייתיות עולות $10,000 עד $50,000 ליחידה, ורחפן לא-אוטונומי בפיר סגור יתרסק בטיסותיו הראשונות המעטות. טוסו מתחת לגשר פלדה או לצד מכלול מכלים והחזרות רב-נתיביות יסיטו את המיקום שלכם בכמה מטרים — בדיוק כשאתם זקוקים לשמירת עמדה ברמת סנטימטרים עבור פוטוגרמטריה ברזולוציה גבוהה. ההחזר על ההשקעה לא ייסגר על רחפן שאתם ממשיכים להחליף.

כיצד מטיסים רחפן ללא לוויינים?

תרשים: מצלמה ו-IMU מזינים VIO ו-SLAM סמנטי, הנשלחים דרך MAVLink אל PX4/ArduPilot.

התשובה היא להחליף את הלוויין בעיניו של הרחפן עצמו. אודומטריה חזותית-אינרציאלית, או VIO, ממזגת את הזנת המצלמה עם ה-IMU: המצלמות מעניקות לכם תחושה איטית אך מוחלטת של היכן נמצאות תכונות בעולם, ה-IMU מעניק לכם תנועה מהירה בין פריימי המצלמה, ומעריך טוב ממזג ביניהם כך שכל אחד מכסה את חולשתו של השני. הוסיפו שכבת SLAM סמנטי מעל — הרחפן בונה מפה תוך כדי זיהוי מה שנמצא בה — ומקבלים גוף רחפן שיודע היכן הוא במנהרה שמעולם לא ראה.

אף אחת מאבני הבניין אינה סוד. NVIDIA מעניקה בחינם את cuVSLAM דרך Isaac ROS, מואץ-GPU ומכוונן ללוחות Jetson שלהם. ORB-SLAM3 היא מערכת קוד פתוח בשלה עם תמיכה מובנית במיפוי מרובה, אף שרישיון ה-GPLv3 שלה הוא בעיה אמיתית אם אתם מספקים תוכנה ביטחונית בקוד סגור. VINS-Fusion תמזג בשמחה GPS וראייה כששניהם קיימים. הטייסים האוטומטיים הפתוחים, PX4 ו-ArduPilot, כבר מקבלים הערכת מיקום חיצונית דרך הודעת MAVLink בשם VISION_POSITION_ESTIMATE. על הנייר, מחברים מצלמה למחשב נלווה, מריצים חבילת SLAM, מזרימים את התנוחה אל בקר הטיסה, וסיימתם.

גם אני האמנתי בזה על הנייר. ואז שלחתי את זה לשטח.

הקיר שאליו טסנו — פשוטו כמשמעו

בשלב מוקדם, לקוח עם צי של רחפני בדיקה לא-אוטונומיים תקינים לחלוטין רצה יכולת ללא GPS מבלי לקנות גופי רחפן חדשים בשווי $200,000. בקשה סבירה. הנחנו קו בסיס VIO מוצק בקוד פתוח על החומרה הקיימת שלהם, כווננו אותו על השולחן עד שענן הנקודות נראה יפהפה, ושלחנו אותו מתחת לאדמה.

הוא סטה לתוך קיר.

לא מפני שהאלגוריתם היה שגוי. מפני שהמצלמות וה-IMU בגוף הרחפן הזה מעולם לא סונכרנו בזמן ברמת החומרה. חותמות הזמן של התמונה וחותמות הזמן של התנועה נחלקו בכמה מילישניות שנדדו לאורך זמן, ולמעריך חזותי-אינרציאלי הריצוד הזה אינו ניתן להבחנה מתנועה ממשית של הרחפן. המסנן שילב באמונה שקר. עמדתי באותו מכרה והבטתי ברחפן חבוט בשווי $30,000 שהתאושש, כשאני מבין שהדבר שמכרתי כפרויקט תוכנה נשא בעיית חומרה בשורשו.

אותה טיסה ארגנה מחדש את אופן עבודתי. בשדרוג מותאם, התוצר הראשון כמעט אף פעם אינו קוד — אלא הזמנת שינוי. אם המצלמות שלכם מותקנות באופן רופף, או שאין קו סנכרון חומרתי בין החיישן ל-IMU, שום חבילת SLAM עלי אדמות לא תציל אתכם, והמהלך הכן הוא לומר זאת לפני שמישהו כותב צ'ק. אני מעדיף לאבד את הגרסה הקלה של העסקה מאשר לספק את הגרסה החבוטה.

מדוע מחסנית הקוד הפתוח החינמית לא פשוט עובדת?

האשליה האחרת היא שמכיוון שהאלגוריתמים חינמיים, המערכת קלה. צוואר הבקבוק אינו הזמינות. הוא הפיכת כל זה לפועל מהר מספיק במסגרת תקציב הספק שרחפן יכול לשאת.

יש קצה-קדמי חדש יותר, SuperPoint-SLAM3, שמחליף את גלאי התכונות הקלאסי המהונדס-ידנית בגלאי נלמד ומקצץ את הסחיפה התנועתית במבחן הביצועים הסטנדרטי KITTI מ-4.15% ל-0.34% — שיפור של פי שנים-עשר בערך. המלכוד: הקצה-הקדמי הנלמד הזה רץ בכ-14 פריימים לשנייה על Jetson Orin Nano. רחפן שמטיס לולאת בקרה אמיתית רוצה 30 ומעלה. ביליתי יותר מלילה אחד בצפייה ביומן כיול נגלל בעוד Jetson מווסת עצמו תרמית ב-25 ואט, מנסה להשיב שיעור פריימים.

הדרך החוצה אינה זוהרת: קוונטיזציית TensorRT INT8 כדי לשלש בערך את קצב העיבוד, העברת צינור התמונה למאיצי הראייה של הלוח, ובחירת חומרה בכנות. Jetson Orin NX ב-100 TOPS הוא נקודת האופטימום שבה VIO, SLAM סמנטי וזיהוי עצמים יכולים לדור בכפיפה אחת; ה-VOXL 2 וה-Starling 2 של ModalAI מעניקים לכם חבילה תואמת Blue-Framework אם אתם מעדיפים שלא לבנות את לוח הנשא בעצמכם. הבחירה מביניהם, כיול המצלמות, התאמת הכול בתוך המעטפת התרמית — זו העבודה. האלגוריתם החינמי הוא אולי חמישית ממנה.

האלגוריתמים הם קוד פתוח. השנים-עשר עד עשרים וארבעה החודשים של אינטגרציית רובוטיקה שגורמים להם לטוס אינם.

אז למה לא פשוט לקנות Skydio?

אנשים שואלים אותי את זה ללא הרף, וזו שאלה הוגנת. Skydio בונה מחסנית סגורה ומשולבת מצוינת באמת — ה-X10D שלהם שומר על ניווט חזותי עד גובה של כמעט 1,000 רגל. אם אתם רוצים פלטפורמה מוגמרת מהמדף והמשימה שלכם מתאימה לשלהם, קנו אותה. אני לא עומד להתחרות במוצר משולב סגור, בחברה עם קופת מלחמה של $900 מיליון, או בצוות שמתחזק את PX4. זה לא הפער.

הפער הוא כל מי שהקטלוג של Skydio לא מתאים לו. ה-OEM האמריקאי ובעל הברית בדרג ביניים עם מסגרת זכאית ל-Blue — Freefly Astro, Inspired Flight — וללא צוות VIO פנימי. מפעיל הכרייה או התשתיות שכבר מחזיק צי ורוצה לשדרג אוטונומיה במקום להחליף אותו ברחפני בדיקה בכלוב בשווי $200,000. קבלן ההגנה הראשי שרודף אחר מענק SBIR, STTR או AFWERX וזקוק לקבלן משנה עם עומק ראייה ממוחשבת מוטמע שאין לו בצוות. עבור קונים אלה, השאלה אינה "איזה רחפן?" אלא "מי הופך את המסגרת שמותר לי לקנות לכזו שטסה בעיוורון?" זו העבודה שאני עושה, וזה מה שתחום האוטונומיה של רחפנים ללא GPS ב-Veriprajna נועד לספק — המטען המכויל והבדוק-בטיסה, לא עוד גוף רחפן.

ומכיוון שראיתי את ההבטחות הקלות מתפוצצות, תנו לי לומר לכם מה אני לא אעשה. אני לא מייצר גופי רחפן, מנועים או פרופלורים. אני לא יכול לספק לכם רישום ITAR, הסמכת CMMC, או סיווג מתקן — אלה התהליכים שלכם, לא שלי. הסמכת ATEX לאטמוספרות נפיצות, מהסוג שמכרה פחם דורש, אורכת שישה עד שנים-עשר חודשים וכ-$100,000 נוספים של בדיקות מעבר לבניית האוטונומיה, וכל טענה אחרת רק מבזבזת את כספכם. ואני אינני תחליף למבחן הטיסה שלכם עצמכם — אתם עדיין צריכים טייס ומתחם טיסה. הדרך המהירה ביותר לאבד לקוח רובוטיקה היא למכור ביתר את החלק שחי מחוץ לקוד.

מה זה באמת אומר

הדבר שהייתי רוצה שקונה יצא בהבנתו הוא שחוק הריבוע ההפוך אינו עומד להוציא תיקון. משבש זול תמיד יביס לוויין רחוק, רשימת ה-FCC תמשיך להתקצר, והרחפן שנאלץ לטלפן ללוויין כדי לדעת היכן הוא נושא נקודת כשל יחידה החרותה בפיזיקה שלו.

הרחפנים שחשובים מכאן ואילך הם אלה שטסים על מה שהם רואים. בניית זה אינה הורדה — אלא כיול חיישנים, סנכרון זמן חומרתי, קצה-קדמי נלמד המקוונטז כדי להיכנס לתקציב תרמי, ומספיק מבחני טיסה במנהרות אמיתיות כדי לבטוח בדבר שלא יסיע את עצמו לתוך קיר. למדתי את המחיר של דילוג על כל אחד מהשלבים הללו באופן הצפוי: עומד במכרה, אוחז בעדות החבוטה. אם אתם רוצים לדעת מה מתאים למסגרת ולמשימה שלכם, זו השיחה שכדאי להתחיל — לפני שהלוויינים יהפכו לדבר שתגלו שהייתם תלויים בו.

מחקר קשור

פורסם גם ב

בנו את ה-AI שלכם בביטחון.

שותפו עם צוות בעל ניסיון עמוק בבניית הדור הבא של AI ארגוני. אנו נסייע לכם לתכנן, לבנות ולהטמיע אסטרטגיית AI שתוכלו לסמוך עליה.

Veriprajna ייעוץ דיפ-טק מתמחה בבניית מערכות AI קריטיות לבטיחות עבור תחומי הבריאות, הפיננסים והרגולציה. הארכיטקטורות שלנו מאומתות מול פרוטוקולים מבוססים ומלוות בתיעוד ציות מקיף.