航天科工三院 任雪皎文 蔡華偉制圖
科技讓生活更美好。隨著科技快速發(fā)展，人們不斷享受著種種便利。尤其是在互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通訊、人工智能等高科技的推動(dòng)下，加快了趨勢(shì)性、前沿性科技成果應(yīng)用的步伐。無(wú)人機(jī)、柔性屏、生物識(shí)別、免疫療法等前沿科技已初步試水應(yīng)用，正迅速地融入普通人生活。這些前沿科技的具體情況如何？能給你我生活帶來(lái)什么樣的變化？科技視野版即日起推出“身邊的前沿科技”系列報(bào)道，運(yùn)用文字、圖片、視頻，線上線下全媒體融合呈現(xiàn)，和您一同深切感受科技創(chuàng)新給百姓生活帶來(lái)的和即將帶來(lái)的巨大變化。
——編 者
近日舉辦的第五十屆國(guó)際消費(fèi)類電子產(chǎn)品展覽會(huì)上，無(wú)人機(jī)、無(wú)人駕駛、虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)大放異彩。隨著大眾對(duì)無(wú)人機(jī)的興趣越來(lái)越濃，無(wú)人機(jī)也頻頻出現(xiàn)在各種場(chǎng)所。在旅游景區(qū)、影視拍攝基地或是重大新聞現(xiàn)場(chǎng)，經(jīng)常能看到無(wú)人機(jī)在空中忙碌地穿梭。
無(wú)人機(jī)的發(fā)展到了什么水平？能給人們的生活帶來(lái)哪些變化？記者日前走進(jìn)幾家有代表性的無(wú)人機(jī)企業(yè)和研發(fā)機(jī)構(gòu)，近距離感受無(wú)人機(jī)的科技魅力。
是飛機(jī)，但不止是飛機(jī)
完整意義上的無(wú)人機(jī)，指的是“無(wú)人機(jī)系統(tǒng)”
說(shuō)起無(wú)人機(jī)，似乎人人都明白，但無(wú)人機(jī)到底是什么？中國(guó)航天科工三院無(wú)人機(jī)技術(shù)研究所系統(tǒng)總體主任設(shè)計(jì)師殷志宏用“行話”進(jìn)行了概括：“無(wú)人機(jī)是無(wú)人駕駛飛行器的一種，是人工遙控或程序自主控制的飛機(jī)統(tǒng)稱。”
無(wú)人機(jī)首先是飛機(jī)。“其技術(shù)原理與傳統(tǒng)航空工程所研究的飛行器沒(méi)有本質(zhì)區(qū)別。”傲勢(shì)科技聯(lián)合創(chuàng)始人、首席執(zhí)行官郭亮認(rèn)為，無(wú)人機(jī)與有人駕駛飛機(jī)最主要的區(qū)別在于，前者對(duì)導(dǎo)航、制導(dǎo)與控制技術(shù)提出了更高要求，以及為指揮無(wú)人機(jī)完成既定任務(wù)形成了一套地面指揮控制系統(tǒng)。
無(wú)人機(jī)也不一定無(wú)人。“一般無(wú)人機(jī)是不載人的，例如美國(guó)的全球鷹無(wú)人機(jī)。但有的無(wú)人機(jī)也可以載人，比如以色列的‘空中騾子’無(wú)人機(jī)。”殷志宏說(shuō)。
老百姓熟悉的無(wú)人機(jī)，通常指的是機(jī)身，也就是攜帶載荷飛行的無(wú)人機(jī)平臺(tái)。完整意義上的無(wú)人機(jī)，指的是“無(wú)人機(jī)系統(tǒng)”，這個(gè)系統(tǒng)由無(wú)人機(jī)平臺(tái)、任務(wù)載荷、起降系統(tǒng)、測(cè)控與信息傳輸系統(tǒng)、地面支援與保障系統(tǒng)、飛行員/操作手組成。
殷志宏一一列舉：“無(wú)人機(jī)平臺(tái)，負(fù)責(zé)安全飛行運(yùn)送載荷到指定位置；任務(wù)載荷，主要用于執(zhí)行任務(wù)；起降系統(tǒng)，負(fù)責(zé)無(wú)人機(jī)平臺(tái)的起飛和降落；測(cè)控與信息傳輸系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)控制生成指令與傳輸；地面支援與保障系統(tǒng)，負(fù)責(zé)無(wú)人機(jī)維護(hù)維修和使用保障；而飛行員/操作手負(fù)責(zé)無(wú)人機(jī)操作和控制，是無(wú)人機(jī)的指揮中樞。”
按照起飛質(zhì)量、飛行速度、航時(shí)、任務(wù)功能、技術(shù)體制等不同標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)人機(jī)的分類可謂五花八門。一般說(shuō)起靶機(jī)、無(wú)人偵察機(jī)、無(wú)人運(yùn)輸機(jī)、測(cè)繪無(wú)人機(jī)、植保無(wú)人機(jī)等，都是從功能角度進(jìn)行區(qū)分的，但業(yè)界通常從技術(shù)體制上進(jìn)行劃分。
“常見(jiàn)的無(wú)人機(jī)有三種類型。第一種是固定翼，顧名思義就是翅膀形狀固定，靠流過(guò)機(jī)翼的風(fēng)提供升力。比如，我們平時(shí)坐的波音和空客的大飛機(jī)等都是固定翼飛機(jī)。”大疆創(chuàng)新科技有限公司相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，第二種是直升機(jī)，特點(diǎn)是靠一個(gè)或者兩個(gè)主旋翼提供升力。第三種是多旋翼，就是具有四個(gè)或者更多旋翼的直升機(jī)。“但是通常多旋翼就叫多旋翼，而不叫多旋翼直升機(jī)，以此和直升機(jī)區(qū)分開(kāi)來(lái)。”
不同類型的無(wú)人機(jī)具有不同的優(yōu)勢(shì)。“固定翼無(wú)人機(jī)飛行速度快、高度高，飛行覆蓋面積大，抗風(fēng)能力較強(qiáng)，比較適合全管段巡航、通信巡線、航拍等工作。但是它的速度快、轉(zhuǎn)彎半徑大，不利于自身安全，尤其還需要專門的起降場(chǎng)地。” 北京中航智科技有限公司副總裁王俊說(shuō)，直升機(jī)飛行雖然高度低、速度慢，但是比較適合短距離巡航、高清攝影和對(duì)地目標(biāo)監(jiān)控與目標(biāo)跟蹤，還可以定點(diǎn)懸停，尤其在各種情況下均可起降。
民用軍用兩相宜
一些國(guó)家已嘗試用無(wú)人機(jī)送快遞，用無(wú)人機(jī)探測(cè)霧霾情況
無(wú)人機(jī)能做許多傳統(tǒng)飛機(jī)做不了的事情。
“無(wú)人機(jī)的誕生源于人們當(dāng)初需要一種無(wú)人駕駛的飛機(jī)，去代替有人駕駛的飛機(jī)執(zhí)行‘3D’任務(wù)——即‘Dull’（枯燥）、‘Dirty’（臟）、‘Dangerous’（危險(xiǎn)）的任務(wù)。”郭亮說(shuō)，比較典型的例子是，讓無(wú)人機(jī)充當(dāng)靶機(jī)，進(jìn)行長(zhǎng)距離巡邏或長(zhǎng)時(shí)間通訊中繼等。
無(wú)人機(jī)的功能主要取決于它的性能和任務(wù)載荷的特點(diǎn)。“打個(gè)比方，汽車既可以作為私家車方便人們出行，也能夠作為救護(hù)車、救火車、灑水車、貨車等。汽車怎么用，取決于人們采用汽車這個(gè)平臺(tái)為何種行業(yè)提供解決方案。無(wú)人機(jī)的使用也是這個(gè)道理。”郭亮說(shuō)。
憑借成本低、零傷亡、生存能力強(qiáng)、機(jī)動(dòng)性能好、使用方便等優(yōu)勢(shì)，無(wú)人機(jī)被業(yè)界寵愛(ài)有加。軍事方面，無(wú)人機(jī)可用于偵察監(jiān)視、對(duì)地攻擊、通訊中繼、運(yùn)輸、靶標(biāo)模擬等，是“得力好伙伴”。
在民用方面，無(wú)人機(jī)也是“百變小能手”。消費(fèi)無(wú)人機(jī)的興起，讓消費(fèi)者可以購(gòu)買到手即飛的無(wú)人機(jī)，把航拍從少數(shù)專業(yè)玩家的獨(dú)門絕技，變成了人人都可以嘗試并享受樂(lè)趣的活動(dòng)。
除了娛樂(lè)體驗(yàn)，民用無(wú)人機(jī)主要用于科學(xué)研究、大地測(cè)量、管路巡線、農(nóng)林植保、氣象觀測(cè)等商業(yè)用途。
——災(zāi)區(qū)救援。當(dāng)發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害或重大海難事故，而事故的地點(diǎn)處于高山、峽谷或遠(yuǎn)離海岸的地段，常規(guī)手段無(wú)法或難以及時(shí)到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，無(wú)人直升機(jī)可使后方與事故現(xiàn)場(chǎng)人員保持聯(lián)系，使后方施救人員能夠有的放矢地準(zhǔn)備工具和器材。
——農(nóng)林植保。無(wú)人機(jī)能夠?yàn)檗r(nóng)田管理和精細(xì)操作提供有效手段。小型無(wú)人機(jī)不僅可以觀察作物長(zhǎng)勢(shì)，還能夠噴灑農(nóng)藥，進(jìn)行葉面施肥等。
——氣象觀測(cè)。無(wú)人機(jī)上安裝的遙感快速監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能夠?yàn)楹Ｑ鬄?zāi)害監(jiān)測(cè)、近海污染監(jiān)測(cè)、海洋工程等提供更為直觀、準(zhǔn)確的圖像和數(shù)據(jù)信息。
——森林防火。據(jù)了解，美國(guó)的“捕食者”無(wú)人機(jī)就曾在森林火災(zāi)時(shí)實(shí)時(shí)捕獲熱成像圖傳輸給森林消防中心，使其又快又準(zhǔn)鎖定了火災(zāi)發(fā)生地，減少災(zāi)害損失。
而那些有關(guān)無(wú)人機(jī)“腦洞大開(kāi)”的設(shè)想，留給人們更多的想象空間和期待。比如一些國(guó)家已進(jìn)行了無(wú)人機(jī)送快遞的測(cè)試服務(wù)，國(guó)內(nèi)公司也開(kāi)始了無(wú)人機(jī)配送貨物的嘗試；霧霾天氣里，一些公司開(kāi)始用無(wú)人機(jī)探測(cè)霧霾情況；無(wú)人機(jī)還有望助力空中交通。據(jù)稱美國(guó)優(yōu)步公司曾設(shè)想研發(fā)一架垂直起降全電動(dòng)飛行器交通系統(tǒng)，只需大約15分鐘就能夠從美國(guó)舊金山飛往硅谷，讓人們擺脫堵車之苦。隨著能源技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)的不斷發(fā)展，無(wú)人機(jī)將越來(lái)越多地影響和改變?nèi)藗兊纳罘绞健?br />
郭亮認(rèn)為，未來(lái)無(wú)人機(jī)還是要朝著全電化、自主化等方向發(fā)展。
市場(chǎng)前景很廣闊
據(jù)預(yù)測(cè)，2025年我國(guó)無(wú)人機(jī)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到750億元，其中民用無(wú)人機(jī)市場(chǎng)約占93%
那么，無(wú)人機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀如何？
殷志宏介紹，目前我國(guó)約有150多家無(wú)人機(jī)生產(chǎn)單位，市場(chǎng)上的無(wú)人機(jī)產(chǎn)品達(dá)上千種，各家機(jī)構(gòu)研制的無(wú)人機(jī)類型和用途各有不同。“基于預(yù)測(cè)的國(guó)際數(shù)據(jù)以及對(duì)我國(guó)無(wú)人機(jī)市場(chǎng)的樂(lè)觀預(yù)判，2025年我國(guó)無(wú)人機(jī)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到750億元，軍用無(wú)人機(jī)市場(chǎng)約占7%，民用無(wú)人機(jī)市場(chǎng)約占93%，無(wú)人機(jī)市場(chǎng)前景遼闊。”
在專家看來(lái)，國(guó)內(nèi)無(wú)人機(jī)技術(shù)水平發(fā)展還不夠一致，在微型無(wú)人機(jī)、輕型無(wú)人機(jī)、小型無(wú)人機(jī)、中型低速無(wú)人機(jī)等方面，技術(shù)水平已經(jīng)接近或達(dá)到國(guó)際先進(jìn)，但是在中型高速無(wú)人機(jī)、超長(zhǎng)航時(shí)無(wú)人機(jī)、大型無(wú)人機(jī)方面與國(guó)際先進(jìn)水平仍然存在較大差距。
發(fā)達(dá)國(guó)家歷來(lái)重視無(wú)人機(jī)的發(fā)展。據(jù)了解，美國(guó)的無(wú)人機(jī)研制企業(yè)主要包括諾格公司、通用原子公司和波音公司等。以色列是最早探索無(wú)人機(jī)作戰(zhàn)應(yīng)用潛力的國(guó)家之一，主要研制企業(yè)包括以色列航空工業(yè)公司和埃爾比特系統(tǒng)公司等，歐洲也是無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的一大潛在市場(chǎng)，也一直在加快無(wú)人機(jī)發(fā)展的步伐。
2015年以后，美國(guó)聯(lián)邦航空管理局開(kāi)始逐步放開(kāi)了包括農(nóng)業(yè)、管道檢測(cè)、航測(cè)等在內(nèi)的多個(gè)領(lǐng)域民用無(wú)人機(jī)飛行。“2015年前，美國(guó)僅有6家公司被允許使用民用無(wú)人機(jī)，但截至2015年上半年，美國(guó)聯(lián)邦航空管理局已經(jīng)批準(zhǔn)了超過(guò)500家公司可以開(kāi)展民用無(wú)人機(jī)方面的業(yè)務(wù)。”殷志宏說(shuō)。
美國(guó)聯(lián)邦航空管理局發(fā)布的無(wú)人機(jī)產(chǎn)業(yè)年度預(yù)測(cè)報(bào)告稱，未來(lái)幾年內(nèi)，小型無(wú)人機(jī)將成為航空領(lǐng)域最強(qiáng)勁的增長(zhǎng)點(diǎn)。預(yù)計(jì)到2020年，美國(guó)小型無(wú)人機(jī)總銷量將從2016年的250萬(wàn)架飆升到700萬(wàn)架，其中消費(fèi)級(jí)無(wú)人機(jī)有430萬(wàn)架，另有270萬(wàn)架用于商業(yè)目的。
市場(chǎng)的繁榮無(wú)疑對(duì)無(wú)人機(jī)的穩(wěn)定、安全和智能提出了更高要求。
在殷志宏看來(lái)，無(wú)人機(jī)畢竟是機(jī)器，其基礎(chǔ)能力如機(jī)動(dòng)性、飛行穩(wěn)定性、操控性能、智能化水平等主要取決于生產(chǎn)商的科研水平和基礎(chǔ)工業(yè)能力。其可靠程度還取決于系統(tǒng)復(fù)雜程度和外部使用環(huán)境，無(wú)人機(jī)系統(tǒng)中任意設(shè)備的故障都將影響執(zhí)行任務(wù)，無(wú)人機(jī)使用的任意環(huán)節(jié)出現(xiàn)掣肘都將影響飛行安全，這需要消費(fèi)者和制造商共同努力。（本報(bào)記者 劉詩(shī)瑤）
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