專業無人機來了

居然

2001年時，美軍率先在阿富汗的茫茫叢林之中，使用無人機追蹤“基地”頭目;轉眼間，屬于無人機的時代已經來臨。

不過，無人機在空中飛行時所面臨的不確定因素太多了。它要學會穿越極低的空域、擁擠的環境，還要追求安全、輕便、充足的動力。為了探索和解決這些問題，無人機產業開始走向專業化。

按需生產

讓任何人在任何時間、任何地點，通過無人機可以得到想要的任何信息，這就是無人機的核心理念。艾瑞咨詢的一份報告指出，2025年中國無人機750億元的市場規模中，用于航拍娛樂的消費級市場規模約為300億元，其余450億元將來自專業領域。

但對于不同的行業、科研要求來說，終端的需求越來越多樣化。海洋和極地，草原和森林，數據的收集和處理面臨著一系列挑戰，千差萬別的需求與無人機單一的產品類型之間產生了亟待解決的矛盾。

不同的行業需要各自具有針對性的突破。“未來的農業將從無人機開始。”這是一種廣泛的說法。從應用領域來說，無人機技術在農業中的發展逐漸成熟，正在推動農業智能化。

以土壤和作物調查為例，無人機在早期階段要創建準確的三維地圖，然后可以根據土壤條件和不同種子的扎根模式來播種，提高種子利用效率。

播種后，企業可以用無人機分析土壤狀況，進一步來管理農田灌溉和施氮水平。

過去，衛星拍攝是監測農場最先進的技術，但具有很大的缺陷—拍攝必須提前預約，每天只能看到一次圖像。而且圖像算不上準確，一旦天氣很差，分辨率也隨之大幅下降，直接導致風險和管理成本增加。

目前，包括谷歌、拜耳和約翰迪爾（John Deere）在內的許多全球性公司在大力投資農業，主要投資方向就是無人機。

當它的翅膀振動起來，讓人聯想到英劇《黑鏡》里的“殺人蜂”。

但是，農業無人機需要突破的掣肘很多—價格貴、續航短、缺少懂農業技術的操作員，并且還沒有形成全行業統一的技術標準。

續航問題

理想中的無人機，是想飛多久就飛多久。但事實是，續航能力不足是所有無人機的一個通病，根本無法滿足行業的應用需要。不少無人機因在空中電力耗盡而墜落。

哈佛大學研發的世上最輕的無纜飛行器RoboBeeX-Wing

續航時長由電池容量決定，就好比容量1萬mAh（毫安時）的充電寶，就是比1000mAh的要重上許多。市場上的大部分娛樂型四軸飛行器，迷你型的飛行時長均在5～7分鐘，中型的能達到15分鐘，大型的可達20～40分鐘甚至更長，頻繁地操作也會消耗掉更多的電量。

如何讓無人機在低空空域安全飛行？

無人機企業提升產品續航能力，主要聚焦在三個方面：電池、結構、材料。

近幾年，太陽能無人機得到了一定突破。西北工業大學的“魅影”太陽能無人機，在2018年創下了19小時34分的續航紀錄，最近實現了27小時37分的續航。Facebook也正與航空巨頭空中客車合作，在澳大利亞進行相關無人機測試，并開發了太陽能無人機，以便在全球范圍內實現互聯網連接。

幾個月前，《自然》封面刊登了一款太陽能無人機，是哈佛大學研發的世上最輕的無纜飛行器RoboBeeX-Wing。從形狀上看，它像哆啦A夢的竹蜻蜓，動力系統加機器本身只有259毫克，比一枚回形針還要輕。當它的翅膀振動起來，讓人聯想到英劇《黑鏡》里的“殺人蜂”。

這款無人機可攜帶最多6塊太陽能電池板。在強光直射的條件下，太陽能電池板能提供約110～120毫瓦能量。

從無人機的結構入手，通過優化結構、增大能源儲備或者減少能源消耗來延長續航，也取得了一定突破。去年，西雅圖一家初創公司WiBotic便為大疆商用級無人機打造了無線電源系統，用戶只需花10分鐘安裝系統，便能對大疆兩款機型進行無線充電。

根據WiBotic的介紹，它可以實現完全自主充電，使無人機無需更換電池即可保持待機狀態。該系統應用范圍也很廣：長期安全和防御監視，施工現場監測和快速響應搜救，以及油井場地、煉油廠和海上鉆井平臺的甲烷泄漏檢測。

從材料著手，一般是尋找新型輕量化材料、減少無人機重量，來增強續航能力。

空域環境

無人機在操作者視線之外工作，為其增加了不可控風險。但是，這個行業的發展必須依賴全域飛行能力，即使是在最擁堵的環境下。

針對無人機運行和交通管理提供解決方案，是實現無人機需求增長的關鍵。對此，歐盟委員會提出了U-space空域藍圖。早在2015年，歐委會就授權SESAR JU（歐洲單一天空空管研究計劃聯合執行體）啟動研究—如何讓無人機在低空空域安全飛行？

2017年6月，SESAR JU發布了U-space藍圖。

U-space是為確保大量無人機安全、高效地進入空域，所設計的一套新的服務和特定程序。這些服務依賴于高度的功能數字化和自動化，保證無人機在各個等級的空域和各種復雜空域環境中，順利開展任務。

作為這一愿景的實施步驟，SESAR JU已啟動了一系列項目。

U-space分為四層服務：U1基礎服務，提供電子注冊、電子識別和電子圍欄，識別無人機和操作者，并告知操作者飛行禁區;U2初始服務，包括飛行規劃、批準及追蹤，空域動態信息等;U3高級服務，可為交通稠密地區等復雜環境提供支持，包括自動監測和避障功能;U4全面服務，具有高度自動化和數字化水平，支持與傳統航空系統交互。

對于一些歐洲國家來說，U-space缺少清晰的搭建路徑。瑞士先行嘗試了U-space，盡管其并不是歐盟成員國。

瑞士的U-space監管框架，由瑞士聯邦民航局制定，具體系統由瑞士空中導航服務商、瑞士國有企業Skyguide搭建。據了解，2019年年中開放之后，U-space的無人機航線自動批準服務，首先會在日內瓦和盧加諾使用，在全瑞士推行則需要更長時間。

中國和美國也在致力于開展本國的無人機管理系統工作。