2019年10月11日，四架無人機(jī)在印度精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)了來自遠(yuǎn)東的高級(jí)車隊(duì)行駛的全程50公里，這讓人們對(duì)無人機(jī)在100米高度上實(shí)現(xiàn)3厘米左右分辨率的可能性產(chǎn)生了深度興趣。

2019年9月，沙特阿拉伯遭遇無人機(jī)攻擊，全球石油供應(yīng)量瞬間縮水約5%，這無疑引發(fā)了一個(gè)復(fù)雜問題：無人機(jī)在未來會(huì)是人類的福音，還是恐怖主義的新型大規(guī)模殺傷武器？

無人機(jī)的發(fā)展依賴于三個(gè)因素：先進(jìn)的技術(shù)、巨額的投資以及快速的市場(chǎng)接納。在無人機(jī)的影響下，繁榮和破壞的潛在可能性將在未來并存。詳情可以參考我們的無人機(jī)評(píng)測(cè)。

無人機(jī)簡介

無人機(jī)，也被稱為無人駕駛航空器（UAV），是一種無需機(jī)組人員操作即可進(jìn)行飛行的飛行器。無人機(jī)的控制可以通過遠(yuǎn)程操控，或者通過預(yù)先編程的飛行計(jì)劃進(jìn)行自主飛行。

無人機(jī)的尺寸、形狀、配置和特性可能會(huì)有所不同，從微型的只有幾厘米大，到大型的和乘人飛機(jī)一樣大。他們可以執(zhí)行各種任務(wù)，包括監(jiān)視，物流運(yùn)輸，農(nóng)業(yè)噴灑，攝影和錄像，氣候研究，和一些特殊的軍事應(yīng)用等。

最早的無人機(jī)被用于軍事和科學(xué)研究中，以執(zhí)行有人駕駛飛機(jī)難以執(zhí)行的任務(wù)，比如飛入危險(xiǎn)區(qū)域進(jìn)行偵查或者研究。然而，隨著技術(shù)的進(jìn)步，無人機(jī)的使用已經(jīng)擴(kuò)展到各個(gè)領(lǐng)域，包括消費(fèi)級(jí)產(chǎn)品和商業(yè)應(yīng)用。例如，無人機(jī)現(xiàn)在廣泛用于航拍攝影，以捕捉前所未有的角度和視覺效果；在農(nóng)業(yè)中，無人機(jī)可以用于噴灑農(nóng)藥，測(cè)繪農(nóng)田，監(jiān)測(cè)作物生長情況；在物流領(lǐng)域，無人機(jī)可以用于小件貨物的快速配送等。

然而，隨著科技的發(fā)展，無人機(jī)逐漸被定制成不同形式，用于各種商業(yè)應(yīng)用。無人機(jī)在處理緊急情況、尋找失蹤人員、創(chuàng)建3D地圖、測(cè)量景觀、保護(hù)野生動(dòng)物、檢查管道、監(jiān)控交通、預(yù)報(bào)天氣、滅火、農(nóng)業(yè)、攝影、制作視頻、開展學(xué)術(shù)研究等方面發(fā)揮了重要作用，這對(duì)人類社會(huì)帶來了巨大的益處。

甚至在送貨服務(wù)方面，特別是在大流行病情下，無人機(jī)也能為我們帶來欣慰的好處。

無人機(jī)的成本因尺寸和功能而異。價(jià)格適中的迷你無人機(jī)可能不到100美元，而大型的軍用級(jí)無人機(jī)可能要價(jià)高達(dá)數(shù)千萬美元。例如，尺寸最大的軍用無人機(jī)之一，47.6英尺長的MQ-4全球鷹，寬度甚至超過波音737客機(jī)。

目前市場(chǎng)上最受歡迎的無人機(jī)之一是DJI Phantom 3，這款無人機(jī)以其專業(yè)電影攝影能力而聞名，采用了Mavic Air、Phantom 4 Pro、Inspire 2、華科爾Voyager 5等最新無人機(jī)所繼承的先進(jìn)技術(shù)。

無人機(jī)的運(yùn)作方式

無人機(jī)主要由輕質(zhì)復(fù)合材料制成，以降低重量并提供高空覆蓋能力。電機(jī)操作通過緊湊的高扭矩多螺旋槳系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，使得無人機(jī)具有高度自主性，即使部分電機(jī)停止工作，只要有一組螺旋槳在運(yùn)行，無人機(jī)就能繼續(xù)飛行。

這些螺旋槳的運(yùn)行由遠(yuǎn)程地面控制系統(tǒng)（GSC）通過無線電波（包括Wi-Fi）控制。大部分無人機(jī)都配備了可拆卸電池，這樣能夠在空中停留更長時(shí)間。使用大容量電池可以進(jìn)一步增加飛行時(shí)間。

陀螺儀和傳感器將旋轉(zhuǎn)速度和其他參數(shù)傳遞給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)通過算法調(diào)整無人機(jī)的位置，保持無人機(jī)的平衡，實(shí)現(xiàn)懸停、前進(jìn)、后退或垂直移動(dòng)。

計(jì)算機(jī)算法幫助無人機(jī)操作員控制無人機(jī)的降落。雖然無人機(jī)飛行員可以控制無人機(jī)移動(dòng)的時(shí)間和地點(diǎn)，但是保持自動(dòng)穩(wěn)定性水平的是計(jì)算機(jī)的定位算法。

GPS等導(dǎo)航系統(tǒng)被安裝在無人機(jī)的機(jī)頭內(nèi)部，用于傳達(dá)無人機(jī)的精確位置。另外，如果接收到控制器的命令，機(jī)載高度計(jì)可以傳達(dá)高度矢量并使無人機(jī)保持在特定高度。

技術(shù)的不斷發(fā)展

當(dāng)今的高科技無人機(jī)在許多方面已經(jīng)超越了之前的版本。

防撞系統(tǒng)——障礙物檢測(cè)傳感器用于掃描周圍環(huán)境，而軟件算法將圖像生成3D地圖，使無人機(jī)能夠感知并避開障礙物。最著名的例子是DJI Mavic 2 Pro和Mavic 2 Zoom，它們的所有六面都配備了障礙物感應(yīng)功能。

禁飛區(qū)功能——為了提高飛行安全并防止在美國聯(lián)邦航空管理局（FAA）管控和分類的限制區(qū)域內(nèi)發(fā)生事故，大疆和其他制造商的最新無人機(jī)都內(nèi)置了“禁飛區(qū)”功能，當(dāng)無人機(jī)進(jìn)入這些區(qū)域時(shí)，將會(huì)發(fā)出警告。

FPV實(shí)時(shí)視頻傳輸——基于FPV（第一人稱視角）的技術(shù)，由安裝在無人機(jī)上的攝像機(jī)組成，并通過無線電信號(hào)向地面飛行員廣播實(shí)時(shí)視頻。這讓地面飛行員獲得了實(shí)時(shí)的機(jī)載體驗(yàn)，使無人機(jī)能夠飛得更高、更遠(yuǎn)。

智能界面——現(xiàn)在的大多數(shù)無人機(jī)都可以通過遙控器或智能手機(jī)應(yīng)用程序進(jìn)行操控，這種應(yīng)用程序可以從Google Play或Apple Store下載。這種由制造商特定開發(fā)的應(yīng)用程序可以完全控制無人機(jī)。

新的領(lǐng)域和商業(yè)前景

無人機(jī)在商業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用正在迅速擴(kuò)展。這為各種企業(yè)提供了大量的機(jī)會(huì)，以增加收入，并以無法預(yù)見的方式推動(dòng)全球經(jīng)濟(jì)增長。

貨物運(yùn)輸服務(wù)——最近的報(bào)道顯示，谷歌和亞馬遜正在開發(fā)自家的無人機(jī)，以便在更短的時(shí)間內(nèi)通過空運(yùn)送貨物。Facebook則計(jì)劃開發(fā)巨型無人機(jī)，將信號(hào)傳送到偏遠(yuǎn)地區(qū)，以實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)訪問。2018年，波音公司宣布開發(fā)了一款無人駕駛電動(dòng)垂直起降貨運(yùn)飛機(jī)(CAV)原型，可承載500磅的有效載荷。特蘭加納政府作為世界經(jīng)濟(jì)論壇“空中醫(yī)療”倡議的一部分，采用了一個(gè)框架，利用無人機(jī)在最后一英里運(yùn)送血液和醫(yī)療樣本等基礎(chǔ)醫(yī)療用品，以提高整個(gè)社區(qū)獲取醫(yī)療保健的機(jī)會(huì)。新聞?dòng)浾咭怖脽o人機(jī)從難以到達(dá)的地方收集信息。

與物聯(lián)網(wǎng)合作——與地面物聯(lián)網(wǎng)傳感器網(wǎng)絡(luò)集成的無人機(jī)系統(tǒng)，可以幫助農(nóng)業(yè)公司監(jiān)控土地和農(nóng)作物、能源公司檢查電力線路和操作設(shè)備，以及保險(xiǎn)公司監(jiān)控財(cái)產(chǎn)的索賠和保險(xiǎn)單。2015年，德克薩斯州奧斯汀進(jìn)行的一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，無人機(jī)成功探測(cè)到了該城市的住宅和商業(yè)區(qū)的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)。

測(cè)量和估計(jì)——無人機(jī)可以測(cè)量和記錄農(nóng)作物、建筑物和山脈的高度。這是通過使用一種名為激光雷達(dá)的遙感技術(shù)來完成的，該技術(shù)通過向目標(biāo)發(fā)射激光，并通過測(cè)量反射回來的激光，來計(jì)算距離和高度。

大氣研究——無人機(jī)可以飛到不安全或難以到達(dá)的區(qū)域，測(cè)量空氣質(zhì)量，檢測(cè)特定的微生物或大氣元素，甚至進(jìn)行地震探測(cè)。

現(xiàn)場(chǎng)錄制——電視體育網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)在使用無人機(jī)捕捉體育賽事的鏡頭，以獲得其他方式無法達(dá)到的視角。

鑒于這些廣泛的新應(yīng)用，以下是最近關(guān)于無人機(jī)經(jīng)濟(jì)的一些商業(yè)預(yù)測(cè)：

●普華永道對(duì)無人機(jī)商業(yè)服務(wù)市場(chǎng)的估值超過 1270 億美元，其中基礎(chǔ)設(shè)施行業(yè)為 452 億美元，農(nóng)業(yè)為 325 億美元，交通運(yùn)輸為 130 億美元。

●國際無人機(jī)系統(tǒng)協(xié)會(huì) (AUVSI) 預(yù)測(cè)，到 2025 年，無人機(jī)行業(yè)將為美國創(chuàng)造超過 10 萬個(gè)就業(yè)崗位，并為美國經(jīng)濟(jì)增加 820 億美元。

●高盛預(yù)計(jì) 2016 年至 2020 年間無人機(jī)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到 1000 億美元，其中軍方支出達(dá) 700 億美元，其中大部分為軍用。據(jù)估計(jì)，消費(fèi)級(jí)無人機(jī)將占據(jù)該市場(chǎng) 170 億美元的份額，其中商業(yè)和民用政府用途將占 130 億美元。

●聯(lián)合國裁軍研究所在其2017年報(bào)告中指出，到2022年，全球無人機(jī)市場(chǎng)可能比2015年增長四倍，凈值將超過220億美元，其中包括用于軍事和非軍事目的的無人機(jī)。

上述數(shù)據(jù)清楚地表明，無人機(jī)將繼續(xù)存在，如果它們落在不安全的人手中，它們所構(gòu)成的威脅也同樣如此。

商業(yè)應(yīng)用的無人機(jī)正快速嶄露頭角。這為各類企業(yè)創(chuàng)造了大量的機(jī)會(huì)，有助于增加收入，并以無法預(yù)見的方式推動(dòng)全球經(jīng)濟(jì)增長。

擴(kuò)散造成的威脅

無論無人機(jī)現(xiàn)在看起來多么令人印象深刻，它們?cè)谖磥矶伎赡艹蔀槲ｋU(xiǎn)的武器。無人機(jī)的日益普及和易用性引發(fā)了許多隱私、安全和安全問題。因此，找到一種讓它們與有人駕駛飛機(jī)安全共存的方法變得越來越緊迫。

●隱私威脅——這些頑皮的空中間諜可以在個(gè)人的家中或其他私人場(chǎng)所拍攝照片。例如，Splash News 等雜志收集了大約 200 張名人生活小插曲的照片集。在城市地區(qū)和機(jī)場(chǎng)附近等潛在不安全區(qū)域也發(fā)現(xiàn)了無人機(jī)。

●碰撞——無人機(jī)流量的增加可能會(huì)導(dǎo)致空中碰撞和無人機(jī)失控。無人機(jī)飛得太靠近商用飛機(jī)的威脅促使人們呼吁進(jìn)行監(jiān)管。例如，2019年6月，伊朗擊落一架美軍無人偵察機(jī)。其影響是對(duì)全球主要航線進(jìn)行威懾，避免誤入該國領(lǐng)空遭到攻擊。

●民事攻擊的可能性——與常規(guī)武器相比，無人機(jī)相對(duì)便宜，但可以實(shí)現(xiàn)更具破壞性的結(jié)果。正是這種易于獲取、易于操作且萬無一失的技術(shù)使其成為有吸引力的大規(guī)模殺傷性武器。聯(lián)合國裁軍研究所 (UNIDR)在 2017 年的一項(xiàng)研究中表示，無人機(jī)對(duì)軍隊(duì)有吸引力的相同特征也可能使武裝無人機(jī)特別容易被濫用。據(jù)《賓夕法尼亞政治評(píng)論》報(bào)道眾所周知，胡塞叛軍、黎巴嫩真主黨、哈馬斯、利比亞民兵、烏克蘭分裂分子、庫爾德自由斗士、敘利亞基地組織、哥倫比亞哥倫比亞革命武裝力量等許多武裝組織都擁有和使用無人機(jī)。此外，最近發(fā)生的沙特阿美石油設(shè)施無人機(jī)襲擊事件證明，由于無人機(jī)飛行高度低、速度慢，昂貴的反導(dǎo)探測(cè)器系統(tǒng)對(duì)無人機(jī)無效。

●黑客攻擊——在某些方面，無人機(jī)就像飛行計(jì)算機(jī)，攜帶操作系統(tǒng)和帶有可編程代碼的軟件，可以被黑客攻擊。無人機(jī)的開發(fā)目的是四處飛行尋找其他無人機(jī)、侵入它們的無線網(wǎng)絡(luò)、與所有者斷開連接并接管控制權(quán)。

政府的安全法規(guī)

隨著時(shí)間的推移，世界各地的監(jiān)管機(jī)構(gòu)已采取措施防止無人機(jī)可能被濫用。

●中國：任何重量超過 15 磅或飛行高度超過 400 英尺的無人機(jī)都需要獲得中國民航局 (CAAC) 的許可。

●英國：民航局 (CAA) 要求對(duì)重量超過半磅的無人機(jī)進(jìn)行注冊(cè)，并禁止飛行高度超過 500 英尺。

●美國：FAA 特別規(guī)定了某些法規(guī)，例如商用無人機(jī)的遠(yuǎn)程飛行員證書和速度高達(dá) 100 英里/小時(shí)的注冊(cè)、僅在日光下操作并配備適當(dāng)?shù)姆琅鲎舱彰鳎约敖篃o人機(jī)在有遮蓋的結(jié)構(gòu)或區(qū)域內(nèi)對(duì)非參與者進(jìn)行操作在有蓋的固定車輛內(nèi)。

●歐洲：SESAR（單一歐洲天空 ATM 研究）正在計(jì)劃推出 U-space 基礎(chǔ)服務(wù)，包括電子注冊(cè)、電子識(shí)別和無人機(jī)地理圍欄，以及與載人航空的全面集成，以避免與商業(yè)飛機(jī)的干擾和碰撞飛機(jī)。

結(jié)論

無人機(jī)是令人驚嘆的技術(shù)禮物。它們的大規(guī)模擴(kuò)張激勵(lì)了幾乎所有國家開發(fā)用于不同應(yīng)用的無人機(jī)。當(dāng)今的無人機(jī)結(jié)合了微控制器、GPS、Wi-Fi 和傳感器單元等所有先進(jìn)技術(shù)。他們需要以同步的方式工作，這為許多公司和初創(chuàng)企業(yè)帶來了業(yè)務(wù)。此外，大量的無人機(jī)套件、易于學(xué)習(xí)的編程語言以及互聯(lián)網(wǎng)上的課程材料使新手可以輕松構(gòu)建和編碼無人機(jī)。

在這種情況下，政府在強(qiáng)制開發(fā)低成本檢測(cè)系統(tǒng)方面的作用至關(guān)重要。此類系統(tǒng)應(yīng)該足夠先進(jìn)，能夠發(fā)現(xiàn)惡意無人機(jī)并制定強(qiáng)有力的法規(guī)。以免入侵者濫用這項(xiàng)寶貴的技術(shù)。