【中國安防展覽網(wǎng) 企業(yè)關(guān)注】無人駕駛飛機(jī)、無人駕駛飛行器(UAV)、四軸飛行器、多旋翼飛行器——可以統(tǒng)稱為無人機(jī)系統(tǒng)(UAS)，已經(jīng)使用了100多年。但近在硬件、軟件和數(shù)據(jù)處理方面取得的突破使無人機(jī)成為商用主流。
美國聯(lián)邦航空管理局(FAA)就預(yù)測，僅在美國市場，2016-2021期間商用無人機(jī)的數(shù)量將從42,000架增長10倍——達(dá)到420,000架。歐洲當(dāng)局也預(yù)計(jì)會(huì)有類似的增長。
2017年是商業(yè)無人機(jī)的“元年”
投資銀行家高盛(Goldman Sachs)預(yù)測，到2020年無人機(jī)市場價(jià)值將達(dá)到1000億美元。大部分增長將來自商業(yè)和政府部門不斷增長的需求。高盛(Goldman Sachs)的報(bào)告補(bǔ)充說，無人機(jī)技術(shù)的全部經(jīng)濟(jì)潛力“可能是這個(gè)數(shù)字的多倍，因?yàn)?lsquo;無人機(jī)’的連鎖反應(yīng)會(huì)影響整個(gè)經(jīng)濟(jì)。”
考慮到這一點(diǎn)，我們在2018年及以后可以期待無人機(jī)技術(shù)和應(yīng)用的哪些發(fā)展？
1.無人機(jī)硬件將繼續(xù)迎來大躍進(jìn)
無人機(jī)需要充足的動(dòng)力。更好的電池可延長飛行時(shí)間改進(jìn)的能源管理改善并延長了飛行時(shí)間。更有效的推進(jìn)允許更大的有效載荷。研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。
預(yù)計(jì)在飛行期間可以為電池充電的太陽能電池板，允許更長飛行時(shí)間和更重載荷的氫燃料電池，無線傳輸電力的視線激光器，納米管和氣凝膠電池，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過目前鋰離子聚合物電池的性能。
碳增強(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。神秘材料包括由菌絲體細(xì)胞制成的生物可降解生物無人機(jī)，這種材料類似于黃蜂用來筑巢的材料。其他研究人員正在使用“Chemputers”從化學(xué)品中“生長”無人機(jī)。
無人機(jī)制造商一直在努力改進(jìn)令人眼花繚亂的無人機(jī)傳感器。這些包括可視攝像頭，紅外探測器，多光譜和高光譜傳感器，光探測和測距(LiDAR)，慣性測量單元，陀螺儀和加速度計(jì)，以及測量電流、磁場和聲壓的傳感器。這些傳感器可以提供跨所有光譜帶的高分辨率數(shù)據(jù)，特別是紅外光譜，并且通常提供比飛機(jī)或衛(wèi)星更的信息。
今年無疑會(huì)生產(chǎn)更小、更輕、更快、更便宜、更可靠、更準(zhǔn)確、更靈敏的傳感器。
2.無人機(jī)將擁抱大數(shù)據(jù)
目前，無人機(jī)制造商們正在努力打造更敏捷的自動(dòng)避讓系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以處理無人機(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，并且在不斷改進(jìn)。
總部位于波士頓的美國機(jī)器人公司(American Robotics)等公司已開發(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)，無需飛行員干預(yù)。
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)測分析應(yīng)用于眾多商業(yè)問題。
例如，美國普渡大學(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)識別裂縫，并告知技術(shù)人員潛在的危險(xiǎn)。處理大約需要一分鐘。這不僅可以節(jié)省技術(shù)人員的時(shí)間，更有效地分配工作，還可以降低未檢測到的損壞風(fēng)險(xiǎn)。
美國無人機(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)市場上。
通過將無人機(jī)技術(shù)與機(jī)器學(xué)習(xí)相結(jié)合，建筑和基礎(chǔ)設(shè)施管理人員現(xiàn)在可以比使用傳統(tǒng)技術(shù)更快、更低成本地識別質(zhì)量缺陷、故障或庫存短缺。所有這些都可以通過無人機(jī)收集的照片、實(shí)時(shí)視頻、熱成像或正投馬賽克和輻射測量數(shù)據(jù)自動(dòng)完成。
自動(dòng)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)民正在使用類似的技術(shù)自動(dòng)計(jì)算農(nóng)作物信息，識別雜草，并確定作物何時(shí)需要水和肥料。這一領(lǐng)域還存在無數(shù)其他應(yīng)用程序。
3.更多組織將使用無人機(jī)
據(jù)管理咨詢公司波士頓咨詢(BCG)稱，公司只是觸及了機(jī)載無人機(jī)可以做的事情。越來越多的企業(yè)和政府組織正在意識到無人機(jī)如何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》(Drones Go to Work)預(yù)測，“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。”
據(jù)BCG稱，到2050年，歐洲和美國的工業(yè)無人機(jī)數(shù)量將超過100萬臺(tái)，每年產(chǎn)生500億美元的產(chǎn)品和服務(wù)收入。
高盛預(yù)計(jì)，2016年至2020年間，各地的公司和政府將在無人機(jī)上投入130億美元。
《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》(The Economist)雜志近的一份報(bào)告稱，大多數(shù)公司初是通過向無人機(jī)服務(wù)提供商購買逐個(gè)(job-by-job)的工作服務(wù)開始實(shí)施這種戰(zhàn)略的。
例如，在澳大利亞，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)評估、農(nóng)業(yè)用地監(jiān)控、電視和媒體、采礦、測繪和測量、資產(chǎn)檢查、緊急情況服務(wù)、房地產(chǎn)等。
向無人機(jī)服務(wù)提供商外包工作，使公司和政府部門能夠?qū)Ｗ⒂谄浜诵臉I(yè)務(wù)，并立即為其企業(yè)增加容量和價(jià)值。
據(jù)DroneDeploy近期發(fā)布的《2018年商業(yè)無人機(jī)行業(yè)趨勢報(bào)告》(2018 Commmercial Drone Industry Trends)，2018年無人機(jī)應(yīng)用的大領(lǐng)域是建筑行業(yè)。
4.法律和監(jiān)管框架將不斷成熟
許多國家的政府監(jiān)管機(jī)構(gòu)目前正在努力開發(fā)無人機(jī)空中交通管理系統(tǒng)，以防止與其他飛行物體發(fā)生碰撞。這樣的系統(tǒng)將使無人機(jī)能夠看到并避開潛在的障礙物和其他飛行器，并與現(xiàn)有的空中交通管理系統(tǒng)相結(jié)合。
在美國，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)。
美國聯(lián)邦航空管理局(FAA)目前正在測試一種自動(dòng)化系統(tǒng)，該系統(tǒng)終將為全國范文內(nèi)的無人機(jī)運(yùn)營商提供近乎實(shí)時(shí)的空域授權(quán)請求處理。從2018年4月開始，低空授權(quán)和通知能力(LAANC)將逐步部署在覆蓋約500個(gè)機(jī)場的近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。 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？”(Can I Fly There?)，允許無人機(jī)操作員避開禁區(qū)，每周的下載量竟沖破了20,000次。
當(dāng)下，無人機(jī)飛行通常是在許可操作員控制下的視線任務(wù)。飛行路徑和上限受到政府立法和現(xiàn)行保險(xiǎn)條款的限制。典型的飛行持續(xù)不到一個(gè)小時(shí)，一個(gè)或兩個(gè)傳感器收集幾千兆字節(jié)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。
而未來，無人機(jī)將使用檢測和避免技術(shù)飛行擴(kuò)展的自主任務(wù)。無人機(jī)交通控制中心將識別和跟蹤關(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)。使用機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能的操作員控制中心將使用這些數(shù)據(jù)自動(dòng)修改無人機(jī)任務(wù)并驅(qū)動(dòng)大量商業(yè)應(yīng)用程序。
無人機(jī)的幾個(gè)關(guān)鍵應(yīng)用領(lǐng)域
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。無人機(jī)可以提供有關(guān)采礦場內(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。他們還可以提供數(shù)據(jù)來幫助設(shè)計(jì)礦坑。
農(nóng)業(yè)。今天的無人機(jī)可用于土地調(diào)查和其他數(shù)據(jù)收集活動(dòng)。在未來，它們可能被用于支持農(nóng)業(yè)，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)，以更地管理灌溉和農(nóng)藥使用。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。對于公用事業(yè)公司來說，無人機(jī)不僅可以更好，更及時(shí)地監(jiān)測輸電線路和太陽能場，還可以用來減少盜竊。
保險(xiǎn)?？梢耘汕矡o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)對損壞的預(yù)測。通過比以往更好地評估風(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*現(xiàn)場照片，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)以局部規(guī)模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，如廣播，電視和互聯(lián)網(wǎng)，無論是還是臨時(shí)角色。例如，無人機(jī)可以形成便攜式移動(dòng)蜂窩站點(diǎn)，其為蜂窩覆蓋小或受損的位置提供臨時(shí)網(wǎng)絡(luò)和無線覆蓋，例如在重大公共事件或自然災(zāi)害期間。
防御。隨著競爭的加劇和技術(shù)的不斷發(fā)展，在可預(yù)見的未來，國防仍將是大的市場(預(yù)計(jì)為700億美元)。目前，已有30多個(gè)國家擁有或正在開發(fā)用于軍事用途的武裝無人機(jī)。
結(jié)論
無人機(jī)仍然是一項(xiàng)新興技術(shù)。然而，毫無疑問，他們能夠并且將徹底顛覆現(xiàn)有的商業(yè)模式。大多數(shù)公司才剛剛開始了解如何使用這種強(qiáng)大的人才組合來更有效地運(yùn)作。無人機(jī)帶來的數(shù)據(jù)采集能力，將以我們無法想象的方式影響我們的生活。它們將塑造我們的生活，就像手機(jī)、平板電腦和其他類似的改變游戲規(guī)則的技術(shù)一樣。有一件事是肯定的：企業(yè)需要盡可能多地學(xué)習(xí)和拓展，以確定他們?nèi)绾螐倪@種新興現(xiàn)象中受益。
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