未來(lái)的無(wú)人機(jī)可以做什么

無(wú)人機(jī)是一種無(wú)人駕駛飛行器(UAV)，可以通過(guò)專(zhuān)用遠(yuǎn)程裝置自主飛行。它能夠根據(jù)計(jì)算機(jī)程序在空中執(zhí)行某些操作，而飛行模式控制則由GPS等跟蹤設(shè)備輔助。

無(wú)人機(jī)的起源源于20世紀(jì)60年代以來(lái)政府和軍隊(duì)對(duì)智能戰(zhàn)爭(zhēng)設(shè)備的需求。在越南戰(zhàn)爭(zhēng)期間，美國(guó)陸軍積極使用無(wú)人機(jī)進(jìn)行監(jiān)視，隨后以色列軍隊(duì)在1982年黎巴嫩戰(zhàn)爭(zhēng)期間也使用了無(wú)人機(jī)。

然而，隨著技術(shù)的進(jìn)步，無(wú)人機(jī)后來(lái)被定制成不同的形式用于許多商業(yè)應(yīng)用。這些援助為人類(lèi)帶來(lái)了巨大的福祉，包括了解悲慘情況、尋找失蹤人員、制作3D地圖、勘測(cè)景觀、野生動(dòng)物保護(hù)、管道檢查、交通監(jiān)測(cè)、天氣預(yù)報(bào)、消防、農(nóng)業(yè)、攝影、視頻制作、學(xué)術(shù)項(xiàng)目。

即使是送貨服務(wù)，尤其是在疫情情況下，也可能為我們所有人帶來(lái)令人欣慰的好處。

無(wú)人機(jī)的成本取決于尺寸和功能。適合手掌的迷你版無(wú)人機(jī)的價(jià)格可能不到100美元，而可以放在背包里的軍用級(jí)無(wú)人機(jī)價(jià)格可能高達(dá)數(shù)千萬(wàn)美元。最大的軍用無(wú)人機(jī)之一是長(zhǎng)47.6英尺的MQ-4全球鷹，比波音737客機(jī)還寬。

市場(chǎng)上最受歡迎的無(wú)人機(jī)之一是以專(zhuān)業(yè)電影攝影而聞名的大疆幻影3。該無(wú)人機(jī)采用了最新無(wú)人機(jī)(如MavicAir、Phantom4Pro、Inspire2、WalkeraVoyager5等)繼承的先進(jìn)技術(shù)。

無(wú)人機(jī)如何工作

無(wú)人機(jī)由輕質(zhì)復(fù)合材料制成，以減輕重量并提供高空覆蓋。電機(jī)操作是通過(guò)緊湊的高扭矩多螺旋槳系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，這使得該設(shè)備具有高度獨(dú)立性，并提供故障安全功能，即使該設(shè)備內(nèi)的任何電機(jī)停止工作；當(dāng)它得到一組螺旋槳的支持時(shí)，它將繼續(xù)飛行。

這些螺旋槳由遠(yuǎn)程地面控制系統(tǒng)(GSC)使用無(wú)線電波，包括Wi-Fi操作。大多數(shù)這些設(shè)備都包含可拆卸電池，因此可以長(zhǎng)期保留在空中。在設(shè)計(jì)中使用強(qiáng)大的電池可以增加飛行時(shí)間。

陀螺儀和傳感器將旋轉(zhuǎn)速率和其他參數(shù)傳遞給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)使用算法對(duì)無(wú)人機(jī)的定位進(jìn)行調(diào)整。這使無(wú)人機(jī)保持平衡，持續(xù)懸停，向前，向后或垂直移動(dòng)。

計(jì)算機(jī)算法幫助無(wú)人機(jī)操作員控制無(wú)人機(jī)的下降。雖然無(wú)人機(jī)駕駛員可以控制無(wú)人機(jī)移動(dòng)的地點(diǎn)和時(shí)間，但確保自動(dòng)穩(wěn)定水平的是計(jì)算機(jī)定位算法。

GPS等導(dǎo)航系統(tǒng)固定在無(wú)人機(jī)的機(jī)頭內(nèi)，用于傳達(dá)無(wú)人機(jī)的精確位置。或者，如果控制器有命令，機(jī)載高度計(jì)可以傳達(dá)高度矢量并將無(wú)人機(jī)保持在特定高度。

不斷發(fā)展的技術(shù)

當(dāng)今最新的高科技無(wú)人機(jī)在很多方面都成功超越了以前的版本。

防撞系統(tǒng)：障礙物檢測(cè)傳感器用于掃描周?chē)h(huán)境，而軟件算法將圖像生成3D地圖，使無(wú)人機(jī)能夠感知并避開(kāi)障礙物。

禁飛區(qū)功能：為了提高飛行安全并防止在監(jiān)管和分類(lèi)的限制區(qū)域內(nèi)發(fā)生事故，制造商們的最新無(wú)人機(jī)包括“禁飛區(qū)”功能，可在進(jìn)入時(shí)發(fā)出警告進(jìn)入這些區(qū)域。

FPV實(shí)時(shí)視頻傳輸：基于FPV（第一人稱(chēng)視角）的技術(shù)由安裝在無(wú)人機(jī)上的攝像機(jī)組成，并使用無(wú)線電信號(hào)向地面飛行員廣播實(shí)時(shí)視頻。這為地面飛行員提供了實(shí)時(shí)的機(jī)載體驗(yàn)，使無(wú)人機(jī)比從地面觀察飛機(jī)飛得更高、更遠(yuǎn)。

智能界面：當(dāng)今大多數(shù)無(wú)人機(jī)都可以通過(guò)遙控器或智能手機(jī)應(yīng)用進(jìn)行飛行，制造商特定的應(yīng)用可以完全控制無(wú)人機(jī)。

新領(lǐng)域

用于商業(yè)應(yīng)用的無(wú)人機(jī)正在蓬勃發(fā)展。這將為不同的企業(yè)提供大規(guī)模的機(jī)會(huì)來(lái)增加收入，并幫助全球經(jīng)濟(jì)以難以想象的方式增長(zhǎng)。

貨運(yùn)服務(wù)：根據(jù)最近的報(bào)道，谷歌和亞馬遜正在開(kāi)發(fā)自己的無(wú)人機(jī)，以便可以在更短的時(shí)間內(nèi)通過(guò)空運(yùn)運(yùn)送貨物。Facebook正計(jì)劃開(kāi)發(fā)巨型無(wú)人機(jī)，將信號(hào)傳送到偏遠(yuǎn)地區(qū)以進(jìn)行互聯(lián)網(wǎng)訪問(wèn)。

與物聯(lián)網(wǎng)合作：無(wú)人機(jī)與地面物聯(lián)網(wǎng)傳感器網(wǎng)絡(luò)的集成系統(tǒng)可以幫助農(nóng)業(yè)企業(yè)監(jiān)控土地和作物，能源企業(yè)調(diào)查電力線和操作設(shè)備，保險(xiǎn)企業(yè)監(jiān)控索賠和政策的財(cái)產(chǎn)。

測(cè)量和估計(jì)：無(wú)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(guò)使用稱(chēng)為激光雷達(dá)的遙感技術(shù)來(lái)完成的，該技術(shù)用激光照射目標(biāo)，并通過(guò)測(cè)量反射回來(lái)的內(nèi)容來(lái)計(jì)算距離和高度。

大氣研究：無(wú)人機(jī)可以飛到不安全和難以進(jìn)入的地區(qū)來(lái)測(cè)量空氣質(zhì)量，檢查是否存在特定微生物或大氣元素，甚至探測(cè)地震。

現(xiàn)場(chǎng)錄制：電視體育網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)在使用無(wú)人機(jī)來(lái)捕捉體育賽事的鏡頭，否則這些鏡頭很難獲得。

無(wú)人機(jī)造成的威脅

無(wú)論無(wú)人機(jī)現(xiàn)在看起來(lái)多么令人印象深刻，它們?cè)谖磥?lái)都可能成為危險(xiǎn)的武器。無(wú)人機(jī)的日益普及和易于使用是許多隱私，安全和安全問(wèn)題的原因。因此，找到一種方法使它們與有人駕駛飛機(jī)安全共存的重要性變得越來(lái)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。

碰撞：不斷增加的無(wú)人機(jī)流量可能導(dǎo)致空中碰撞和無(wú)人機(jī)失去控制。無(wú)人機(jī)飛得離商用飛機(jī)太近的威脅促使人們呼吁對(duì)其進(jìn)行監(jiān)管。

民事攻擊的可能性：與常規(guī)武器相比，無(wú)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(wàn)無(wú)一失的技術(shù)，使其成為有吸引力的大規(guī)模殺傷性武器。

黑客攻擊：無(wú)人機(jī)在某種程度上就像飛行的電腦，攜帶著可以被黑客攻擊的操作系統(tǒng)和可編程代碼軟件。無(wú)人機(jī)已經(jīng)被開(kāi)發(fā)出來(lái)，可以四處飛行，尋找其他無(wú)人機(jī)，侵入它們的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，斷開(kāi)主人的連接，并接管控制權(quán)。

無(wú)人機(jī)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(wú)人機(jī)可能被濫用。

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

英國(guó)：民航局(CAA)規(guī)定，重量超過(guò)半磅的無(wú)人機(jī)必須注冊(cè)，并且禁止在500英尺以上飛行。

美國(guó)：美國(guó)聯(lián)邦航空局特別規(guī)定了某些規(guī)定，如商用無(wú)人機(jī)的遠(yuǎn)程飛行員證書(shū)和速度高達(dá)100英里/小時(shí)的注冊(cè)，僅限白天操作，適當(dāng)?shù)姆雷舱彰?，以及禁止無(wú)人機(jī)在非參與者的情況下在有蓋的結(jié)構(gòu)下或有蓋的固定車(chē)輛內(nèi)操作。

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(wú)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(wú)人機(jī)是科技帶來(lái)的驚人禮物。它們的大規(guī)模擴(kuò)張激勵(lì)著幾乎所有國(guó)家開(kāi)發(fā)不同用途的無(wú)人機(jī)。當(dāng)今的無(wú)人機(jī)是微控制器、GPS、Wi-Fi和傳感器單元等所有先進(jìn)技術(shù)的組合。

他們需要以同步的方式工作，這為許多企業(yè)，甚至是初創(chuàng)企業(yè)帶來(lái)了業(yè)務(wù)。此外，大量的無(wú)人機(jī)套件、易于學(xué)習(xí)的編程語(yǔ)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(wú)人機(jī)。

在這種情況下，政府的作用至關(guān)重要，以促進(jìn)低成本檢測(cè)系統(tǒng)的發(fā)展。這樣的系統(tǒng)應(yīng)該足夠先進(jìn)，可以發(fā)現(xiàn)惡意的無(wú)人機(jī)，并建立強(qiáng)有力的監(jiān)管。以免入侵者濫用這項(xiàng)寶貴的技術(shù)。

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