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《无人机发展概览》：无人机天翻地覆的100年，你跟上了吗？

原创 2017-01-27 ☞ 学术plus

前言

试想一下，在不远的将来，无人系统充斥整个世界。空中满是来来往往的小飞侠（无人机）；地面是无人驾驶的钢铁侠（无人车、机器人）；海上是自由穿梭的无人飞艇；水下是四处游荡的海底幽灵（无人潜航器）。不要觉得不可思议，它们正在发生！无人化已成为一种不可阻挡的趋势，无人机是这一趋势的必然产物之一。从重达十几吨的大型无人机到微小如蜜蜂的微型无人机，无人机这一大家族可谓成员众多。

从世界上第一架无人机问世，至今已有一百年的历史。无人机技术持续进步，尤其是微电子、导航、控制、通信等技术，极大地推动了无人机系统的发展。在军事方面，无人机由于不受人员生理限制，具有机动灵活、持续耐久、经济实用、零伤亡等独特优势，应用得到不断扩大。无人机的扩散和成功，已经使人们开始质疑有人驾驶飞机未来的效用。每种可以想到的飞机功能，包括空运、情报侦察、空中预警、反空袭、目标打击等，都可以由无人机来处理。随着无人机在战场上的应用，致使越来越多的国家发展无人系统，否则无法适应新的作战要求。试想，对方使用大量低成本无人机进行攻击时，单靠人脑如何能够做出充分决策？只有以无人机系统应对无人战争，让无人机具备一定的自主判断能力，应对常规性状况，而人只在决策的关键节点上发挥应有的作用。

20世纪90年代，随着无人机技术在军用领域应用的日益成熟，欧美国家首先开始将无人机应用于农业领域，开启了无人机民用的先河。相比于传统的作业方式，基于无人机提出了新的解决方案，在空间维度上丰富了作业手段，当前正在作为传统作业方式的一种补充，逐步推广，未来应用前景十分广阔。目前中小型无人机，特别是消费级的小型多旋翼无人机系统在世界范围内掀起发展热潮，在摄影娱乐、农林作业、边境巡逻、治安反恐、地理测绘、管线检测与维护、应急救援等方面广泛应用。在国外，农业是无人机民用领域最大也最成熟的市场。根据国际无人机系统协会（AUVSI）的报告预测显示，未来十年里无人机在民用领域中的应用，将为美国带来820亿，其中756亿美元来自于农业。2014年1月，美国联邦航空局FAA正式批准无人机用于农作物检测，在MIT《科技评论》杂志评选出的“2015年-2018年应用范围增长最快的前五大农业技术（无人机技术、产量分析技术、农田绘图、变率处理播种技术和卫星航空影像技术）”中，无人机被认为是增长幅度最大的。在日本，平均每三碗大米中都有一碗是靠雅马哈无人机喷药种出来的。

无人机的发展离不开相关技术的进步。这些技术涵盖动力系统、新能源、新材料、有效载荷、通信、导航、互操作性、自主性、保密性、可持续性、高性能计算等方面。无人机技术的不断突破，降低了研发成本和行业门槛，无人机不再是“高大上”的姿态，中低端无人机领域的参与者大大增加了，另一方面降低了研发成本、提高了可靠性和稳定性，使无人机的应用不断扩展。例如，自主性技术可以使无人机不依赖外界指令，在未知的环境中依靠自身的控制设备完成指定任务；太阳能技术应用到无人机上可以使其长期悬浮在固定空域，谷歌（Google）正尝试利用这一功能实现5G网络的覆盖；通信技术的发展则使无人机能够置于手机的操控下。这些技术的发展都将对无人机产生重要影响，也是未来无人机的发展方向。

目前，无人机产业正处于快速发展期，似乎每天都会有新的创新出现。2016年3月25日获得美国FAA许可的城市快递无人机成功完成首单配送业务。2016年4月7日，德国Volocopter公司首次无人机载人试飞成功。尽管全程飞行只持续了几分钟，但仍然刷新了记录。这台电动载人无人机质量超轻，和特斯拉电动车一样，是零排放。换句话说，这就是一台飞着的特斯拉。美国加利福尼亚发明家沃斯甚至将无人机与虚拟现实（VR）技术结合，开发出VR无人机FlyBi，能够将无人机拍到的画面试试展示在使用者眼前，用户只要转动头部便能改变镜头角度，即使身处地面，也能感受翱翔天际的快感。

但是，无人机的快速发展也给监管带来的难题。民航局已出台《关于民用无人机管理有关问题的暂行规定》《民用无人机空中交通管理办法》《民用无人驾驶航空器系统驾驶员管理暂暂行规定》等一系列规范性文件。随着无人机不断发展、运用领域逐渐拓展，以上文件将难以对市场形成有效监管。

如何确保无人机载规定的时间、空域飞行？如何确保无人机遵守交通规则？一旦发生事故，如何界定责任？如何在发展和监管中寻求平衡，这是当前无人机市场发展中亟待解决的问题。事实上，人话一个新生事物在发展初期，都需要面临这样的抉择。

这个产业的发展比我们预想的还要快，我们只有奔跑起来，才能不被落下。希望本书能够转为为能量，助你一臂之力，了解现在，面向未来。

作者

2016年8月