2019年10月11日，四架無(wú)人機(jī)在印度精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)了來(lái)自遠(yuǎn)東的高級(jí)車隊(duì)行駛的全程50公里，這讓人們對(duì)無(wú)人機(jī)在100米高度上實(shí)現(xiàn)3厘米左右分辨率的可能性產(chǎn)生了深度興趣。

2019年9月，沙特阿拉伯遭遇無(wú)人機(jī)攻擊，全球石油供應(yīng)量瞬間縮水約5%，這無(wú)疑引發(fā)了一個(gè)復(fù)雜問(wèn)題：無(wú)人機(jī)在未來(lái)會(huì)是人類的福音，還是恐怖主義的新型大規(guī)模殺傷武器？

無(wú)人機(jī)的發(fā)展依賴于三個(gè)因素：先進(jìn)的技術(shù)、巨額的投資以及快速的市場(chǎng)接納。在無(wú)人機(jī)的影響下，繁榮和破壞的潛在可能性將在未來(lái)并存。詳情可以參考我們的無(wú)人機(jī)評(píng)測(cè)。

無(wú)人機(jī)簡(jiǎn)介

無(wú)人機(jī)，也被稱為無(wú)人駕駛航空器（UAV），是一種無(wú)需機(jī)組人員操作即可進(jìn)行飛行的飛行器。無(wú)人機(jī)的控制可以通過(guò)遠(yuǎn)程操控，或者通過(guò)預(yù)先編程的飛行計(jì)劃進(jìn)行自主飛行。

無(wú)人機(jī)的尺寸、形狀、配置和特性可能會(huì)有所不同，從微型的只有幾厘米大，到大型的和乘人飛機(jī)一樣大。他們可以執(zhí)行各種任務(wù)，包括監(jiān)視，物流運(yùn)輸，農(nóng)業(yè)噴灑，攝影和錄像，氣候研究，和一些特殊的軍事應(yīng)用等。

最早的無(wú)人機(jī)被用于軍事和科學(xué)研究中，以執(zhí)行有人駕駛飛機(jī)難以執(zhí)行的任務(wù)，比如飛入危險(xiǎn)區(qū)域進(jìn)行偵查或者研究。然而，隨著技術(shù)的進(jìn)步，無(wú)人機(jī)的使用已經(jīng)擴(kuò)展到各個(gè)領(lǐng)域，包括消費(fèi)級(jí)產(chǎn)品和商業(yè)應(yīng)用。例如，無(wú)人機(jī)現(xiàn)在廣泛用于航拍攝影，以捕捉前所未有的角度和視覺效果；在農(nóng)業(yè)中，無(wú)人機(jī)可以用于噴灑農(nóng)藥，測(cè)繪農(nóng)田，監(jiān)測(cè)作物生長(zhǎng)情況；在物流領(lǐng)域，無(wú)人機(jī)可以用于小件貨物的快速配送等。

然而，隨著科技的發(fā)展，無(wú)人機(jī)逐漸被定制成不同形式，用于各種商業(yè)應(yīng)用。無(wú)人機(jī)在處理緊急情況、尋找失蹤人員、創(chuàng)建3D地圖、測(cè)量景觀、保護(hù)野生動(dòng)物、檢查管道、監(jiān)控交通、預(yù)報(bào)天氣、滅火、農(nóng)業(yè)、攝影、制作視頻、開展學(xué)術(shù)研究等方面發(fā)揮了重要作用，這對(duì)人類社會(huì)帶來(lái)了巨大的益處。

甚至在送貨服務(wù)方面，特別是在大流行病情下，無(wú)人機(jī)也能為我們帶來(lái)欣慰的好處。

無(wú)人機(jī)的成本因尺寸和功能而異。價(jià)格適中的迷你無(wú)人機(jī)可能不到100美元，而大型的軍用級(jí)無(wú)人機(jī)可能要價(jià)高達(dá)數(shù)千萬(wàn)美元。例如，尺寸最大的軍用無(wú)人機(jī)之一，47.6英尺長(zhǎng)的MQ-4全球鷹，寬度甚至超過(guò)波音737客機(jī)。

目前市場(chǎng)上最受歡迎的無(wú)人機(jī)之一是DJI Phantom 3，這款無(wú)人機(jī)以其專業(yè)電影攝影能力而聞名，采用了Mavic Air、Phantom 4 Pro、Inspire 2、華科爾Voyager 5等最新無(wú)人機(jī)所繼承的先進(jìn)技術(shù)。

無(wú)人機(jī)的運(yùn)作方式

無(wú)人機(jī)主要由輕質(zhì)復(fù)合材料制成，以降低重量并提供高空覆蓋能力。電機(jī)操作通過(guò)緊湊的高扭矩多螺旋槳系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，使得無(wú)人機(jī)具有高度自主性，即使部分電機(jī)停止工作，只要有一組螺旋槳在運(yùn)行，無(wú)人機(jī)就能繼續(xù)飛行。

這些螺旋槳的運(yùn)行由遠(yuǎn)程地面控制系統(tǒng)（GSC）通過(guò)無(wú)線電波（包括Wi-Fi）控制。大部分無(wú)人機(jī)都配備了可拆卸電池，這樣能夠在空中停留更長(zhǎng)時(shí)間。使用大容量電池可以進(jìn)一步增加飛行時(shí)間。

陀螺儀和傳感器將旋轉(zhuǎn)速度和其他參數(shù)傳遞給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)通過(guò)算法調(diào)整無(wú)人機(jī)的位置，保持無(wú)人機(jī)的平衡，實(shí)現(xiàn)懸停、前進(jìn)、后退或垂直移動(dòng)。

計(jì)算機(jī)算法幫助無(wú)人機(jī)操作員控制無(wú)人機(jī)的降落。雖然無(wú)人機(jī)飛行員可以控制無(wú)人機(jī)移動(dòng)的時(shí)間和地點(diǎn)，但是保持自動(dòng)穩(wěn)定性水平的是計(jì)算機(jī)的定位算法。

GPS等導(dǎo)航系統(tǒng)被安裝在無(wú)人機(jī)的機(jī)頭內(nèi)部，用于傳達(dá)無(wú)人機(jī)的精確位置。另外，如果接收到控制器的命令，機(jī)載高度計(jì)可以傳達(dá)高度矢量并使無(wú)人機(jī)保持在特定高度。

技術(shù)的不斷發(fā)展

當(dāng)今的高科技無(wú)人機(jī)在許多方面已經(jīng)超越了之前的版本。

防撞系統(tǒng)——障礙物檢測(cè)傳感器用于掃描周圍環(huán)境，而軟件算法將圖像生成3D地圖，使無(wú)人機(jī)能夠感知并避開障礙物。最著名的例子是DJI Mavic 2 Pro和Mavic 2 Zoom，它們的所有六面都配備了障礙物感應(yīng)功能。

禁飛區(qū)功能——為了提高飛行安全并防止在美國(guó)聯(lián)邦航空管理局（FAA）管控和分類的限制區(qū)域內(nèi)發(fā)生事故，大疆和其他制造商的最新無(wú)人機(jī)都內(nèi)置了“禁飛區(qū)”功能，當(dāng)無(wú)人機(jī)進(jìn)入這些區(qū)域時(shí)，將會(huì)發(fā)出警告。

FPV實(shí)時(shí)視頻傳輸——基于FPV（第一人稱視角）的技術(shù)，由安裝在無(wú)人機(jī)上的攝像機(jī)組成，并通過(guò)無(wú)線電信號(hào)向地面飛行員廣播實(shí)時(shí)視頻。這讓地面飛行員獲得了實(shí)時(shí)的機(jī)載體驗(yàn)，使無(wú)人機(jī)能夠飛得更高、更遠(yuǎn)。

智能界面——現(xiàn)在的大多數(shù)無(wú)人機(jī)都可以通過(guò)遙控器或智能手機(jī)應(yīng)用程序進(jìn)行操控，這種應(yīng)用程序可以從Google Play或Apple Store下載。這種由制造商特定開發(fā)的應(yīng)用程序可以完全控制無(wú)人機(jī)。

新的領(lǐng)域和商業(yè)前景

無(wú)人機(jī)在商業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用正在迅速擴(kuò)展。這為各種企業(yè)提供了大量的機(jī)會(huì)，以增加收入，并以無(wú)法預(yù)見的方式推動(dòng)全球經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)。

貨物運(yùn)輸服務(wù)——最近的報(bào)道顯示，谷歌和亞馬遜正在開發(fā)自家的無(wú)人機(jī)，以便在更短的時(shí)間內(nèi)通過(guò)空運(yùn)送貨物。Facebook則計(jì)劃開發(fā)巨型無(wú)人機(jī)，將信號(hào)傳送到偏遠(yuǎn)地區(qū)，以實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)訪問(wèn)。2018年，波音公司宣布開發(fā)了一款無(wú)人駕駛電動(dòng)垂直起降貨運(yùn)飛機(jī)(CAV)原型，可承載500磅的有效載荷。特蘭加納政府作為世界經(jīng)濟(jì)論壇“空中醫(yī)療”倡議的一部分，采用了一個(gè)框架，利用無(wú)人機(jī)在最后一英里運(yùn)送血液和醫(yī)療樣本等基礎(chǔ)醫(yī)療用品，以提高整個(gè)社區(qū)獲取醫(yī)療保健的機(jī)會(huì)。新聞?dòng)浾咭怖脽o(wú)人機(jī)從難以到達(dá)的地方收集信息。

與物聯(lián)網(wǎng)合作——與地面物聯(lián)網(wǎng)傳感器網(wǎng)絡(luò)集成的無(wú)人機(jī)系統(tǒng)，可以幫助農(nóng)業(yè)公司監(jiān)控土地和農(nóng)作物、能源公司檢查電力線路和操作設(shè)備，以及保險(xiǎn)公司監(jiān)控財(cái)產(chǎn)的索賠和保險(xiǎn)單。2015年，德克薩斯州奧斯汀進(jìn)行的一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，無(wú)人機(jī)成功探測(cè)到了該城市的住宅和商業(yè)區(qū)的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)。

測(cè)量和估計(jì)——無(wú)人機(jī)可以測(cè)量和記錄農(nóng)作物、建筑物和山脈的高度。這是通過(guò)使用一種名為激光雷達(dá)的遙感技術(shù)來(lái)完成的，該技術(shù)通過(guò)向目標(biāo)發(fā)射激光，并通過(guò)測(cè)量反射回來(lái)的激光，來(lái)計(jì)算距離和高度。

大氣研究——無(wú)人機(jī)可以飛到不安全或難以到達(dá)的區(qū)域，測(cè)量空氣質(zhì)量，檢測(cè)特定的微生物或大氣元素，甚至進(jìn)行地震探測(cè)。

現(xiàn)場(chǎng)錄制——電視體育網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)在使用無(wú)人機(jī)捕捉體育賽事的鏡頭，以獲得其他方式無(wú)法達(dá)到的視角。

鑒于這些廣泛的新應(yīng)用，以下是最近關(guān)于無(wú)人機(jī)經(jīng)濟(jì)的一些商業(yè)預(yù)測(cè)：

●普華永道對(duì)無(wú)人機(jī)商業(yè)服務(wù)市場(chǎng)的估值超過(guò) 1270 億美元，其中基礎(chǔ)設(shè)施行業(yè)為 452 億美元，農(nóng)業(yè)為 325 億美元，交通運(yùn)輸為 130 億美元。

●國(guó)際無(wú)人機(jī)系統(tǒng)協(xié)會(huì) (AUVSI) 預(yù)測(cè)，到 2025 年，無(wú)人機(jī)行業(yè)將為美國(guó)創(chuàng)造超過(guò) 10 萬(wàn)個(gè)就業(yè)崗位，并為美國(guó)經(jīng)濟(jì)增加 820 億美元。

●高盛預(yù)計(jì) 2016 年至 2020 年間無(wú)人機(jī)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到 1000 億美元，其中軍方支出達(dá) 700 億美元，其中大部分為軍用。據(jù)估計(jì)，消費(fèi)級(jí)無(wú)人機(jī)將占據(jù)該市場(chǎng) 170 億美元的份額，其中商業(yè)和民用政府用途將占 130 億美元。

●聯(lián)合國(guó)裁軍研究所在其2017年報(bào)告中指出，到2022年，全球無(wú)人機(jī)市場(chǎng)可能比2015年增長(zhǎng)四倍，凈值將超過(guò)220億美元，其中包括用于軍事和非軍事目的的無(wú)人機(jī)。

上述數(shù)據(jù)清楚地表明，無(wú)人機(jī)將繼續(xù)存在，如果它們落在不安全的人手中，它們所構(gòu)成的威脅也同樣如此。

商業(yè)應(yīng)用的無(wú)人機(jī)正快速嶄露頭角。這為各類企業(yè)創(chuàng)造了大量的機(jī)會(huì)，有助于增加收入，并以無(wú)法預(yù)見的方式推動(dòng)全球經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)。

擴(kuò)散造成的威脅

無(wú)論無(wú)人機(jī)現(xiàn)在看起來(lái)多么令人印象深刻，它們?cè)谖磥?lái)都可能成為危險(xiǎn)的武器。無(wú)人機(jī)的日益普及和易用性引發(fā)了許多隱私、安全和安全問(wèn)題。因此，找到一種讓它們與有人駕駛飛機(jī)安全共存的方法變得越來(lái)越緊迫。

●隱私威脅——這些頑皮的空中間諜可以在個(gè)人的家中或其他私人場(chǎng)所拍攝照片。例如，Splash News 等雜志收集了大約 200 張名人生活小插曲的照片集。在城市地區(qū)和機(jī)場(chǎng)附近等潛在不安全區(qū)域也發(fā)現(xiàn)了無(wú)人機(jī)。

●碰撞——無(wú)人機(jī)流量的增加可能會(huì)導(dǎo)致空中碰撞和無(wú)人機(jī)失控。無(wú)人機(jī)飛得太靠近商用飛機(jī)的威脅促使人們呼吁進(jìn)行監(jiān)管。例如，2019年6月，伊朗擊落一架美軍無(wú)人偵察機(jī)。其影響是對(duì)全球主要航線進(jìn)行威懾，避免誤入該國(guó)領(lǐng)空遭到攻擊。

●民事攻擊的可能性——與常規(guī)武器相比，無(wú)人機(jī)相對(duì)便宜，但可以實(shí)現(xiàn)更具破壞性的結(jié)果。正是這種易于獲取、易于操作且萬(wàn)無(wú)一失的技術(shù)使其成為有吸引力的大規(guī)模殺傷性武器。聯(lián)合國(guó)裁軍研究所 (UNIDR)在 2017 年的一項(xiàng)研究中表示，無(wú)人機(jī)對(duì)軍隊(duì)有吸引力的相同特征也可能使武裝無(wú)人機(jī)特別容易被濫用。據(jù)《賓夕法尼亞政治評(píng)論》報(bào)道眾所周知，胡塞叛軍、黎巴嫩真主黨、哈馬斯、利比亞民兵、烏克蘭分裂分子、庫(kù)爾德自由斗士、敘利亞基地組織、哥倫比亞哥倫比亞革命武裝力量等許多武裝組織都擁有和使用無(wú)人機(jī)。此外，最近發(fā)生的沙特阿美石油設(shè)施無(wú)人機(jī)襲擊事件證明，由于無(wú)人機(jī)飛行高度低、速度慢，昂貴的反導(dǎo)探測(cè)器系統(tǒng)對(duì)無(wú)人機(jī)無(wú)效。

●黑客攻擊——在某些方面，無(wú)人機(jī)就像飛行計(jì)算機(jī)，攜帶操作系統(tǒng)和帶有可編程代碼的軟件，可以被黑客攻擊。無(wú)人機(jī)的開發(fā)目的是四處飛行尋找其他無(wú)人機(jī)、侵入它們的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、與所有者斷開連接并接管控制權(quán)。

政府的安全法規(guī)

隨著時(shí)間的推移，世界各地的監(jiān)管機(jī)構(gòu)已采取措施防止無(wú)人機(jī)可能被濫用。

●中國(guó)：任何重量超過(guò) 15 磅或飛行高度超過(guò) 400 英尺的無(wú)人機(jī)都需要獲得中國(guó)民航局 (CAAC) 的許可。

●英國(guó)：民航局 (CAA) 要求對(duì)重量超過(guò)半磅的無(wú)人機(jī)進(jìn)行注冊(cè)，并禁止飛行高度超過(guò) 500 英尺。

●美國(guó)：FAA 特別規(guī)定了某些法規(guī)，例如商用無(wú)人機(jī)的遠(yuǎn)程飛行員證書和速度高達(dá) 100 英里/小時(shí)的注冊(cè)、僅在日光下操作并配備適當(dāng)?shù)姆琅鲎舱彰鳎约敖篃o(wú)人機(jī)在有遮蓋的結(jié)構(gòu)或區(qū)域內(nèi)對(duì)非參與者進(jìn)行操作在有蓋的固定車輛內(nèi)。

●歐洲：SESAR（單一歐洲天空 ATM 研究）正在計(jì)劃推出 U-space 基礎(chǔ)服務(wù)，包括電子注冊(cè)、電子識(shí)別和無(wú)人機(jī)地理圍欄，以及與載人航空的全面集成，以避免與商業(yè)飛機(jī)的干擾和碰撞飛機(jī)。

結(jié)論

無(wú)人機(jī)是令人驚嘆的技術(shù)禮物。它們的大規(guī)模擴(kuò)張激勵(lì)了幾乎所有國(guó)家開發(fā)用于不同應(yīng)用的無(wú)人機(jī)。當(dāng)今的無(wú)人機(jī)結(jié)合了微控制器、GPS、Wi-Fi 和傳感器單元等所有先進(jìn)技術(shù)。他們需要以同步的方式工作，這為許多公司和初創(chuàng)企業(yè)帶來(lái)了業(yè)務(wù)。此外，大量的無(wú)人機(jī)套件、易于學(xué)習(xí)的編程語(yǔ)言以及互聯(lián)網(wǎng)上的課程材料使新手可以輕松構(gòu)建和編碼無(wú)人機(jī)。

在這種情況下，政府在強(qiáng)制開發(fā)低成本檢測(cè)系統(tǒng)方面的作用至關(guān)重要。此類系統(tǒng)應(yīng)該足夠先進(jìn)，能夠發(fā)現(xiàn)惡意無(wú)人機(jī)并制定強(qiáng)有力的法規(guī)。以免入侵者濫用這項(xiàng)寶貴的技術(shù)。