無人飛機革命：會飛的智慧手機

前言

拜智能手機產業之福，無人飛機技術的摩爾定律正不斷加速，如同個人電腦在70年代誕生并崛起一樣，人類正進入無人飛機時代。

何謂無人飛機？這個定義多年來一直在不斷演變，今時今日意指航空器能夠自主飛行，故可在兩點之間完成任務，目前仍以全球定位系統導航，不過很快就可能由其它感應裝置取而代之。傳統無線電控制的飛機必須由人類導航，氣球與彈道飛彈則為無人操縱載具，而無人飛機又稱為無人飛行載具（UAV）或無人飛行系統（UAS），通常包括地面系統零件，還能夠負重，至少可裝載攝影機、其它感應器，以及傳輸數據回到基地的無線方式。

頗具盛名的要數價值1.4億美元的全球之鷹無人偵察機了，其不斷盤旋在阿富汗上空，將影片傳送給位于美國加州的空軍情報分析師。但克里斯·安德森的孩子每周末操縱的價值500美元（約3170元人民幣）的泡綿飛機，也符合無人飛機的定義。

兩者皆具備精密計算機自動導航系統、高分辨率攝影機、影片與遙測無線數據傳輸系統、地面站備有顯示器與實時影像、任務步驟分解說明、重復播放任務影像記錄。主要差異在于，全球之鷹偵察機可在兩萬米的高空航行32小時，而安德森的自制飛機只能在130米左右的高度航行30分鐘，雖然沒有高海拔光學系統，但因為距離相近，能用肉眼清楚看見機身上的執照號碼。

無人飛機其中的一大要素為自動駕駛，這項技術首見于1930年代，做為飛行輔助裝置，起初自動駕駛只是維持飛行高度，結合氣壓計、羅盤與機械回轉儀（機械飛輪及模擬電力輸出），讓駕駛設定方向與高度后可稍事休息，飛機將繼續直行，直至接到下個指令；推廣至商用噴射機后，駕駛員能設定航行點，自動駕駛系統即可在整個航程上運作；至90年代初期，航天科技連起降都能使用自動駕駛功能，不過美國聯邦航空局仍要求民用飛機以人員控制降落。

時至今日，自動駕駛所需的感器裝置價格均大幅降低，尺寸也大幅縮小，回轉儀測量回轉速度，磁力計功能如同數字羅盤，氣壓計能藉由大氣壓力計算高度，加速度計能測量重力，這些功能如今全都置于小型芯片內，只要在電器材料商場即可買到；有些最新式感應裝置結合三軸加速度計、回轉儀與磁力計（共有9個芯片），再加上溫度表及處理器，做成一套系統，要價僅約115元人民幣。

自動駕駛的中樞為內建計算機（單片微機），可依據所有感應裝置接收信息，無人飛機拜智能型手機之賜，經歷更巨大的變化。

原本桌上型計算機因為圖像式接口，需要更強大的運算能力，而iPhone證明了消費者期望觸控式屏幕的視覺接口更平順、更快速，人們對手機也產生相同的運算需求。但這些迷你超級計算機與桌上型計算機不同，耗費電量必須愈低愈好，研發趨勢因此轉向超高效能的“精簡指令集”架構，也讓英國芯片設計商ARM目前稱霸單芯片產業，提升智能型手機與平板計算機效能；這種芯片對無人飛機再適合不過，處理器迅速又省電，不再只是遵從預先設定的任務內容，而可開始自行思考。

智能型手機與無人飛機的關聯，也不僅止于處理器，今日一般智能型手機內部，均擁有整套精密的慣性感應裝置，可用于偵測位置，亦廣泛用于游戲、地圖、擴增實境等功能；因為手機需要高像素攝影機，帶動影像捕捉芯片產生類似革命，并應用于無人飛機；手機擁有的更小、性能更佳的全球定位系統，也讓無人飛機受惠，全球定位系統在1990年代價格動輒數萬美元，如今最低只需10美元，產品也縮小至拇指大；無線電波模塊、內存、電池等零件的發展歷程亦然。

簡而言之，新一代小型廉價無人飛機形同會飛的智能型手機，自動駕駛電子設備也與手機內部構造日益相似，只是運作軟件有別，龐大手機產業規模經濟創造的技術與經濟優勢十分驚人，各位若想了解個人無人飛機革命為何在此刻發生，只要看看口袋里的手機即可。 （編輯：劉思博）