無人機(jī)未來發(fā)展四大趨勢(shì)

2018年的無人機(jī)如何成為熱門以及哪些無人機(jī)發(fā)展趨勢(shì)值得關(guān)注呢？像互聯(lián)網(wǎng)和GPS技術(shù)一樣，無人機(jī)正在逐漸超越其軍事領(lǐng)域的應(yīng)用，成為強(qiáng)大的商業(yè)手段，并且他們已實(shí)現(xiàn)向消費(fèi)級(jí)市場(chǎng)的飛躍，從商用到民用皆有成熟的技術(shù)，比如消防和農(nóng)業(yè)。

2017年見證了無人機(jī)和無人機(jī)技術(shù)在各行各業(yè)的興起。據(jù)谷歌稱，關(guān)鍵詞“無人機(jī)”在2016年12月達(dá)到搜索頂峰，并在2017年保持著較高水平。

由于入門成本低，尺寸較小，無人機(jī)持續(xù)吸引著各技術(shù)領(lǐng)域的人員投入研究。

無人機(jī)，無人駕駛飛行器（UAV），包括四軸飛行器，多旋翼飛行器或無人航空系統(tǒng)（UAS）。自誕生至今已經(jīng)100多年，但最近在硬件，軟件和數(shù)據(jù)處理方面的突破使得無人機(jī)能夠成為商用主流。僅在美國(guó)，聯(lián)邦航空管理局（FAA）就預(yù)測(cè)2016-2021年間商用無人機(jī)機(jī)隊(duì)將從42,000增長(zhǎng)10倍至420,000。歐洲當(dāng)局預(yù)計(jì)會(huì)有類似增長(zhǎng)。所有這些增長(zhǎng)的背后，隱藏著巨大的市場(chǎng)。

投行高盛（Goldman Sachs）預(yù)測(cè)，到2020年全球無人機(jī)市場(chǎng)價(jià)值將達(dá)到1000億美元。大部分增長(zhǎng)將來自商業(yè)和政府部門不斷增長(zhǎng)的需求。高盛報(bào)告補(bǔ)充道，無人機(jī)技術(shù)的全部經(jīng)濟(jì)潛力“很可能是該數(shù)字的多倍，因?yàn)闊o人機(jī)領(lǐng)域的連鎖反應(yīng)會(huì)影響整個(gè)經(jīng)濟(jì)。

在2018年及以后可以預(yù)見哪些無人機(jī)技術(shù)和及其應(yīng)用的發(fā)展？請(qǐng)看以下例子：

無人機(jī)需要充足的動(dòng)力源。更好的電池——改進(jìn)的能源管理可延長(zhǎng)滯空時(shí)間。高效的動(dòng)力系統(tǒng)允許更大的有效載荷。究人員正在努力通過探索一系列創(chuàng)新技術(shù)來滿足這些需求，未來預(yù)期將有以下新技術(shù)：

①太陽能電池板在飛行期間為電池充電；

②允許更長(zhǎng)飛行時(shí)間和更重載荷的氫燃料電池；

③無線傳輸電力的激光器；

④納米管和氣凝膠電池，其性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過目前使用的鋰離子聚合物電池。

碳纖維增強(qiáng)聚合物等新材料與先進(jìn)的制造技術(shù)（如熔融沉積成型和激光燒結(jié)）相結(jié)合，將使無人機(jī)更輕，更便宜，并且可能更容易制造。先進(jìn)材料包括由菌絲細(xì)胞制成的生物可降解的生物無人機(jī)，這種材料類似于蜜蜂用以筑巢的材料。其他研究人員正在使用“Chemputers”從化學(xué)品中“生長(zhǎng)”出無人機(jī)。

無人機(jī)制造商一直在努力改進(jìn)各式各樣的無人機(jī)傳感器。這些包括可視攝像頭，紅外探測(cè)器，多光譜和高光譜傳感器，光探測(cè)和測(cè)距（LiDAR），慣性測(cè)量單元如陀螺儀和加速度計(jì)，以及測(cè)量電流，磁場(chǎng)和聲壓的傳感器。這些傳感器可以提供所有光譜帶的高分辨率數(shù)據(jù)，特別是紅外光譜，并且能提供比飛機(jī)或衛(wèi)星更精確的信息。在今年更小，更輕，更快，更便宜，更可靠，更準(zhǔn)確，更靈敏的傳感器將面試和生產(chǎn)。

無人機(jī)制造商正在努力開發(fā)自動(dòng)避障系統(tǒng)，該系統(tǒng)處理無人機(jī)傳感器數(shù)據(jù)以避免碰撞或允許自動(dòng)起飛和著陸。該技術(shù)目前用于少數(shù)設(shè)備中并且不斷改進(jìn)?？偛课挥诓ㄊ款D的美國(guó)機(jī)器人公司（American Robotics）及其他公司已開發(fā)出全自動(dòng)無人機(jī)系統(tǒng)，可以反復(fù)，可靠地執(zhí)行定義明確的任務(wù)，無需飛行員介入。

更智能的無人機(jī)傳感器與機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能相結(jié)合，使公司能夠?qū)㈩A(yù)測(cè)分析應(yīng)用于眾多商業(yè)問題。例如，美國(guó)普渡大學(xué)的研究人員成功地將無人機(jī)和深度學(xué)習(xí)技術(shù)結(jié)合起來，以檢測(cè)核電站鋼構(gòu)件的裂縫。該系統(tǒng)根據(jù)鋼表面周圍不斷變化的紋理自動(dòng)識(shí)別裂縫，并告知技術(shù)人員潛在的威脅。處理過程大約需要一分鐘。這不僅可以節(jié)省技術(shù)人員的時(shí)間，還能更有效地分配工作，降低未知的風(fēng)險(xiǎn)。美國(guó)無人機(jī)制造商和服務(wù)提供商（Kespry）通過建立一個(gè)可以計(jì)算屋頂冰雹襲擊的機(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng)，將目標(biāo)鎖定在檢查和保險(xiǎn)市場(chǎng)上。

通過將無人機(jī)技術(shù)與機(jī)器學(xué)習(xí)相結(jié)合，使無人機(jī)收集的照片，實(shí)時(shí)視頻，熱成像或正射航拍圖和輻射測(cè)量數(shù)據(jù)得以自動(dòng)完成。建筑和基礎(chǔ)設(shè)施管理人員現(xiàn)在可以更快，更低成本地識(shí)別質(zhì)量缺陷、故障或設(shè)計(jì)缺陷。自動(dòng)化無人機(jī)也被用于檢查發(fā)電廠和輸電線路，并提供有關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施狀況的實(shí)時(shí)分析。農(nóng)民也正在使用類似的技術(shù)自動(dòng)計(jì)算農(nóng)作物，識(shí)別雜草，并確定作物何時(shí)需要水和肥料。自動(dòng)化無人機(jī)存在無數(shù)其他的應(yīng)用。

越來越多的企業(yè)和政府組織正意識(shí)到無人機(jī)能夠幫助他們更有效地運(yùn)作。BCG報(bào)告“無人機(jī)進(jìn)入工作崗位”預(yù)測(cè)，“在未來二十年內(nèi)，企業(yè)將把工業(yè)無人機(jī)用于工作監(jiān)控設(shè)施，跟蹤貨物運(yùn)輸，甚至可能將雜貨運(yùn)送到您的家門口?！钡?050年，歐洲和美國(guó)的工業(yè)無人機(jī)機(jī)隊(duì)將超過100萬臺(tái)，每年產(chǎn)生500億美元的產(chǎn)品和服務(wù)收益。

高盛預(yù)計(jì)，2016年至2020年間，全球各地的公司和政府將在無人機(jī)行業(yè)投入130億美元。新聞雜志《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》最近的一份報(bào)告稱，大多數(shù)無人機(jī)公司最初都提供無人機(jī)定制服務(wù)。如，在澳大利亞，知名的無人機(jī)服務(wù)提供商N(yùn)aTIonal Drones為各種行業(yè)提供量身定制的無人機(jī)解決方案，包括建筑和太陽能電池板檢查，保險(xiǎn)評(píng)估，農(nóng)業(yè)用地監(jiān)控，電視和媒體，采礦，測(cè)繪和測(cè)量，資產(chǎn)檢查，緊急情況服務(wù)，房地產(chǎn)等。外包工作給無人機(jī)服務(wù)提供商使公司和政府部門能夠?qū)Ｗ⒂谄浜诵臉I(yè)務(wù)，并顯著地為企業(yè)增加價(jià)值。

在美國(guó)，NASA正在籌集數(shù)十億美元的資金，用于開發(fā)無人機(jī)系統(tǒng)交通管理（UTM），這是一種能夠安全協(xié)調(diào)有人駕駛和無人駕駛飛行的無人機(jī)自動(dòng)交通管理系統(tǒng)。美國(guó)聯(lián)邦航空管理局（FAA）目前正在測(cè)試一種自動(dòng)化系統(tǒng)，該系統(tǒng)最終將為全國(guó)無人機(jī)運(yùn)營(yíng)商提供近乎實(shí)時(shí)的空域授權(quán)請(qǐng)求處理。從2018年4月開始，低空授權(quán)和告知能力（LAANC）將逐步部署在覆蓋約500個(gè)機(jī)場(chǎng)的近300個(gè)空中交通設(shè)施中。該系統(tǒng)預(yù)計(jì)將大幅減少無人機(jī)飛行授權(quán)等待時(shí)間，并允許運(yùn)營(yíng)商快速規(guī)劃其航班?？罩薪煌ü苤茊T也可以看到計(jì)劃中的無人機(jī)操作將在何處進(jìn)行。

2017年10月，澳大利亞民航安全局（CASA）通過加強(qiáng)娛樂用戶的安全規(guī)則，回應(yīng)無人機(jī)安全問題以及無人機(jī)數(shù)量的快速增長(zhǎng)。2017年早些時(shí)候，免費(fèi)的CASA智能手機(jī)應(yīng)用程序“我可以飛到那里嗎？”，允許無人機(jī)操作員避開禁區(qū)，周下載量達(dá)到20,000次。

當(dāng)前：

無人機(jī)飛行通常是由受認(rèn)證的操作員的控制下進(jìn)行的視距內(nèi)任務(wù)。飛行路徑和高度上限受到政府立法和現(xiàn)行保險(xiǎn)條款的限制。通常飛行持續(xù)不到一個(gè)小時(shí)，一個(gè)或兩個(gè)傳感器收集幾GB的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在飛機(jī)上并在飛行后檢索和處理。

未來：

無人機(jī)將使用檢測(cè)和壁障技術(shù)的高度自主化任務(wù)。無人機(jī)交通控制中心將識(shí)別和跟蹤關(guān)鍵空域中的無人機(jī)。由于立法和保險(xiǎn)的改善，航班將更加普及。多個(gè)板載傳感器將通過4G/5G蜂窩網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)。應(yīng)用機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能的操作員控制中心將利用這些數(shù)據(jù)自動(dòng)修改無人機(jī)任務(wù)并驅(qū)動(dòng)大量的商業(yè)應(yīng)用。

礦業(yè)。 無人機(jī)將與物聯(lián)網(wǎng)（IoT）傳感器結(jié)合使用，以數(shù)字方式管理礦山運(yùn)營(yíng)。無人機(jī)可以提供有關(guān)采礦場(chǎng)內(nèi)外卡車，礦石和供應(yīng)流量的數(shù)據(jù)，以優(yōu)化日常運(yùn)營(yíng)，還可以提供數(shù)據(jù)來幫助礦坑設(shè)計(jì)。

農(nóng)業(yè)。 當(dāng)前無人機(jī)可用于土地調(diào)查和其他數(shù)據(jù)收集應(yīng)用。在未來，它們可能被用于支持精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)，精確農(nóng)業(yè)依賴于有關(guān)該領(lǐng)域不同部分條件的數(shù)據(jù)，以更精確地管理灌溉和噴灑農(nóng)藥。目標(biāo)是提高作物產(chǎn)量，同時(shí)減少昂貴投入的使用。

能源和公用事業(yè)。 無人機(jī)可用于自動(dòng)檢查海上鉆井平臺(tái)和煉油廠，降低風(fēng)險(xiǎn)并實(shí)現(xiàn)預(yù)防性維護(hù)，并避免因設(shè)備故障造成的代價(jià)高昂的中斷工作。對(duì)于公用事業(yè)公司來說，無人機(jī)不僅可以更好，更及時(shí)地監(jiān)測(cè)輸電線路和太陽能場(chǎng)，還可以用來減少盜竊的發(fā)生。

保險(xiǎn)。 可以派遣無人機(jī)記錄暴風(fēng)雨后的房屋和建筑物損壞的數(shù)字視頻以及墜機(jī)現(xiàn)場(chǎng)的汽車。這些功能可以降低索賠處理成本，加速客戶服務(wù)并生成額外的承保數(shù)據(jù)。通過將無人機(jī)與機(jī)器學(xué)習(xí)相結(jié)合，保險(xiǎn)公司將能夠改進(jìn)對(duì)損壞的預(yù)測(cè)。通過比以往更好地評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)，保險(xiǎn)公司將能夠更準(zhǔn)確地設(shè)定保費(fèi)。

執(zhí)法。 無人機(jī)可用于監(jiān)控交通事故，捕獲犯罪現(xiàn)場(chǎng)照片，搜索失蹤物品和人員，追蹤可疑人員或車輛，在抗議和體育賽事期間監(jiān)控人群，更換或補(bǔ)充保安，支持邊境安全，執(zhí)行海上監(jiān)視，以及許多其他任務(wù)。

氣象。 無人機(jī)可以在很短的時(shí)間內(nèi)和局部規(guī)模內(nèi)提供高精度的氣象數(shù)據(jù)。無人機(jī)和衛(wèi)星數(shù)據(jù)的結(jié)合有助于產(chǎn)生更準(zhǔn)確的天氣預(yù)報(bào)。

通信。 未來，無人機(jī)將用于廣播電信信號(hào)，如廣播，電視和互聯(lián)網(wǎng)，無論是永久還是臨時(shí)任務(wù)。例如，無人機(jī)可以形成便攜式移動(dòng)蜂窩站點(diǎn)，為蜂窩數(shù)據(jù)覆蓋較小或者受損的位置提供臨時(shí)無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋，例如在重大公共事件或自然災(zāi)害期間。

防御。 隨著全球競(jìng)爭(zhēng)的加劇和技術(shù)的不斷改進(jìn)，在可預(yù)見的未來，國(guó)防仍將是最大的市場(chǎng)（預(yù)計(jì)為700億美元）。目前，已有30多個(gè)國(guó)家擁有或正在開發(fā)用于軍事用途的武裝無人機(jī)