飛行的人工智能

在過去20年中，隨著通信技術(shù)的擴(kuò)張，再加上電子元器件持續(xù)微型化，無人機(jī)技術(shù)迎來它的黃金時(shí)代

無人機(jī)，即無人駕駛飛機(jī)的簡(jiǎn)稱，縮寫為“UAV”（Unmanned Aerial Vehicle），早期提到無人機(jī)時(shí)，人們多認(rèn)為是離自己生活比較遙遠(yuǎn)的軍用機(jī)，如今的無人機(jī)，正在民用領(lǐng)域大放異彩，比如在航拍、農(nóng)業(yè)、運(yùn)輸、災(zāi)難救援、新聞報(bào)道等領(lǐng)域都有無人機(jī)的身影。

有評(píng)論認(rèn)為，“無人機(jī)已經(jīng)不是玩具或GoPro航拍器，而是飛行的人工智能”。毋庸置疑，無人機(jī)的時(shí)代已經(jīng)真正到來。

由軍事到民間

無人機(jī)是利用無線電遙控設(shè)備和自備的程序控制裝臵操縱的不載人飛機(jī)。從技術(shù)角度定義可以分為：無人固定翼機(jī)、無人垂直起降機(jī)、無人飛艇、無人直升機(jī)、無人多旋翼飛行器、無人傘翼機(jī)等。

按應(yīng)用領(lǐng)域，可分為軍用級(jí)和民用級(jí)。軍用方面，包括偵察無人機(jī)、誘餌無人機(jī)、電子對(duì)抗無人機(jī)、通信中繼無人機(jī)、無人戰(zhàn)斗機(jī)以及靶機(jī)等；民用無人機(jī)可分為民用消費(fèi)級(jí)無人機(jī)和民用行業(yè)應(yīng)用級(jí)無人機(jī)。

無論是軍用無人機(jī)還是普通的消費(fèi)級(jí)無人機(jī)，一般都由飛機(jī)平臺(tái)系統(tǒng)、有效載荷系統(tǒng)（信息采集系統(tǒng)）和地面控制系統(tǒng)三大部分組成。飛機(jī)平臺(tái)系統(tǒng)和有效載荷系統(tǒng)組成了整個(gè)飛行器，根據(jù)負(fù)載能力和實(shí)現(xiàn)任務(wù)的不同，一個(gè)平臺(tái)可以搭載多套有效載荷系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜功能。有效載荷系統(tǒng)是無人機(jī)搭載的各種任務(wù)設(shè)備，如雷達(dá)，發(fā)射機(jī)，攝像機(jī)等。地面控制系統(tǒng)是人和無人機(jī)得以有效溝通的樞紐。

有說法稱，偉大的科技都源于戰(zhàn)爭(zhēng)，無人機(jī)也不例外。無人機(jī)最早起源于20世紀(jì)20年代。1914年，第一次世界大戰(zhàn)出現(xiàn)了無線電操控的小型飛機(jī)。而世界第一架無人機(jī)誕生于1917年。當(dāng)時(shí)，彼得·庫伯（Peter Cooper）和艾爾姆·A·斯皮里（Elmer A. Sperry）發(fā)明了第一臺(tái)自動(dòng)陀螺穩(wěn)定儀，這種裝置能夠使飛機(jī)保持平衡向前飛行，無人飛行器自此誕生。美軍運(yùn)用該類型無人機(jī)進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試中可以掛載一枚300磅的炸彈飛行50英里，但未參與實(shí)戰(zhàn)。

至20世紀(jì)五六十年代，美國(guó)成功研制戰(zhàn)術(shù)或戰(zhàn)略無人偵察機(jī)。1955年，由瑞安航空研制的瑞安火蜂號(hào)歷經(jīng)四年時(shí)間首次試飛。這架世界上首臺(tái)噴氣推動(dòng)的無人機(jī)主要用于美國(guó)空軍，適用于情報(bào)收集以及無線電交流的監(jiān)控活動(dòng)。隨后，還出現(xiàn)了不同類型的無人機(jī)。但由于當(dāng)時(shí)的科技力量不足，無人機(jī)無法出色地完成任務(wù)，一度被“冷落”。

我國(guó)從20世紀(jì)五六十年代起開始研制無人機(jī)。1966年12月，“長(zhǎng)空一號(hào)”作為大型噴氣式無線電遙控高亞音速飛機(jī)，首飛成功，開啟了我國(guó)無人機(jī)領(lǐng)域的先河。

隨著無人機(jī)技術(shù)不斷成熟，1982年，以色列首創(chuàng)無人機(jī)與有人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)，無人機(jī)獲得更多關(guān)注，此外，由于無人機(jī)在戰(zhàn)爭(zhēng)中的出色表現(xiàn)，各國(guó)開始更多地去支持無人機(jī)的研制和應(yīng)用，比如美國(guó)在科索沃戰(zhàn)爭(zhēng)中看到了無人機(jī)技術(shù)的缺陷后，開始撥款支持無人機(jī)研發(fā)事業(yè)。

時(shí)光進(jìn)入21世紀(jì)后，無人機(jī)的體型向著更小更輕便的方向發(fā)展，同時(shí)喚醒了民用領(lǐng)域的發(fā)展生機(jī)。

2006年，深圳市大疆創(chuàng)新科技有限公司成立，先后推出phantom系列無人機(jī)，在世界掀起不小的浪潮。2014年，由大疆團(tuán)隊(duì)研制的phantom 2 vision+亮相《時(shí)代》雜志。

2009年，美國(guó)加州3D Robotics無人機(jī)公司成立，主要制造和銷售DIY類遙控飛行器的相關(guān)零部件。2014年，3D Robotics推出X8+四軸飛行器，名聲大噪，目前已成長(zhǎng)為與大疆創(chuàng)新科技有限公司相媲美的無人機(jī)公司。

還是在2014年，一款用于自拍的無人機(jī)Zano誕生，一度被稱為無人機(jī)市場(chǎng)上的iPhone。該機(jī)在眾籌平臺(tái)上籌款340萬美元，獲得超過15000人的支持，但由于無法解決無人機(jī)量產(chǎn)而引發(fā)的軟硬件調(diào)校誤差，致使該研發(fā)公司于2015年破產(chǎn)。但此后，有了“先驅(qū)者”的探索和勇氣，無人機(jī)應(yīng)用在自拍領(lǐng)域的研究不斷深入。

2015年是無人機(jī)飛速發(fā)展的一年，各大運(yùn)營(yíng)產(chǎn)商融資成功，為無人機(jī)的發(fā)展創(chuàng)造了十分有利的條件。

根據(jù)2015 年蘭德公司報(bào)告《中國(guó)無人系統(tǒng)開發(fā)的新趨勢(shì)》總結(jié)稱，過去幾年，中國(guó)在無人機(jī)領(lǐng)域取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，已成為全球市場(chǎng)的核心競(jìng)爭(zhēng)主體。事實(shí)上，近期統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，中國(guó)目前控制著全球15%的無人機(jī)市場(chǎng)，并將在這個(gè)前景廣闊的市場(chǎng)中繼續(xù)保持領(lǐng)導(dǎo)地位。

根據(jù)艾瑞咨詢制作的《2016年中國(guó)無人機(jī)行業(yè)研究報(bào)告簡(jiǎn)版》，2025 年中國(guó)民用無人機(jī)細(xì)分領(lǐng)域市場(chǎng)規(guī)模的布局中仍然以“航拍及娛樂”為主，占據(jù)的總比例將達(dá)到40%左右。

今年6月1日，我國(guó)正式對(duì)質(zhì)量在250克以上的民用無人機(jī)實(shí)施實(shí)名登記注冊(cè)。民航局空管辦副主任張瑞慶表示，民用無人機(jī)的登記注冊(cè)制度是國(guó)際上普遍采取的一種管理方式，是無人機(jī)管理的基礎(chǔ)。同時(shí)，民航部門也在積極建立無人機(jī)實(shí)名登記數(shù)據(jù)共享和查詢制度，實(shí)現(xiàn)與無人機(jī)運(yùn)行云平臺(tái)的實(shí)時(shí)交聯(lián)。

進(jìn)入黃金時(shí)代

在過去20年中，隨著通信技術(shù)的擴(kuò)張，再加上電子元器件持續(xù)微型化，無人機(jī)技術(shù)迎來它的黃金時(shí)代。

如今，無人機(jī)的形狀和尺寸異常豐富，翼展或可寬廣堪比波音737，而小則甚至不及無線電控制航空模型。元器件不斷變小的趨勢(shì)形成市面上的迷你、微型乃至納米無人機(jī)，某些無人機(jī)僅重16 克，最高飛行海拔可達(dá)150～350 米。此類無人機(jī)能夠填補(bǔ)原先不存在的小眾領(lǐng)域，例如近距離電子干擾以及在建筑物內(nèi)部收集信息。在無人機(jī)技術(shù)的早期階段，無人機(jī)的續(xù)航時(shí)間不足20分鐘?，F(xiàn)在，無人機(jī)能夠飛行數(shù)萬英里，保持浮空數(shù)天之久。

無人機(jī)技術(shù)發(fā)展迅猛，一些專家將其視為近10年航空工業(yè)最具活力的增長(zhǎng)領(lǐng)域。根據(jù) Juniper Research的近期報(bào)告，今年消費(fèi)類無人機(jī)全球銷售量預(yù)計(jì)將達(dá)近400萬臺(tái)，2020年前將達(dá)到1600萬臺(tái)。

有專家表示，鑒于當(dāng)下無人機(jī)技術(shù)領(lǐng)域在軍用和商用方面的發(fā)展勢(shì)頭迅猛，無人機(jī)市場(chǎng)部門的專利申請(qǐng)量預(yù)計(jì)將會(huì)大增。德國(guó)專利研究公司 FIZ Karlsruhe開展的調(diào)查準(zhǔn)確反映了這一增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。該公司發(fā)現(xiàn)，在過去五年中，涉及無人機(jī)技術(shù)的專利公開數(shù)量大幅增加，無人機(jī)技術(shù)呈現(xiàn)持續(xù)繁榮的勢(shì)頭。僅 2016 年初，全球已經(jīng)公開 133 項(xiàng)無人機(jī)相關(guān)專利。

德國(guó)研究公司還發(fā)現(xiàn)，在上述已公開的無人機(jī)專利中，專利數(shù)量最多的申請(qǐng)人都是航空公司或大型軍備制造商，且主要用于軍事目的。而排名前列的亞洲申請(qǐng)人包括北京航空航天大學(xué)的工程系和韓國(guó)三星集團(tuán)。

德國(guó)研究公司還按照國(guó)家或地區(qū)對(duì)上述數(shù)據(jù)進(jìn)行分類：美國(guó)居首，占所有無人機(jī)技術(shù)專利申請(qǐng)的27%，中國(guó)第二，占26%。

研究公司估計(jì)，2015至2020年，全球無人機(jī)市場(chǎng)的復(fù)合年增長(zhǎng)率將達(dá)到32%，進(jìn)而成長(zhǎng)為一個(gè)價(jià)值56億美元的市場(chǎng)。2020年之前，無人機(jī)行業(yè)的價(jià)值將增長(zhǎng)到約1270億美元。在地域性增長(zhǎng)方面，亞太地區(qū)的無人機(jī)需求最高。endprint