過(guò)去幾個(gè)月里,人們對(duì)無(wú)人機(jī),或“無(wú)人駕駛飛行器”的熱情有所減退,但是在遭遇最近的隱私擔(dān)憂和商用擔(dān)憂之前,人們對(duì)無(wú)人機(jī)一直鐘愛(ài)有加。長(zhǎng)期以來(lái),用于開(kāi)展普通或甚至是危險(xiǎn)任務(wù)的編程機(jī)一直是行業(yè)和監(jiān)視計(jì)劃的核心。無(wú)人機(jī)現(xiàn)在主要還是被視為小型飛行UAV,其形式也是林林總總。
商用及私用無(wú)人機(jī)的價(jià)格大約從100美元起,但能夠開(kāi)展除拍照以外的其他實(shí)用任務(wù)的無(wú)人機(jī)卻不太容易找到,因?yàn)楝F(xiàn)在的大多數(shù)無(wú)人機(jī)仍過(guò)于簡(jiǎn)單,缺乏更為復(fù)雜的編程能力,真空吸塵機(jī)器人也能自主地完成任務(wù),它就是一種最入門(mén)的無(wú)人機(jī)。
亞馬遜(Amazon)力求開(kāi)發(fā)無(wú)人機(jī)來(lái)投遞小型包裹的項(xiàng)目遇到了根本性的技術(shù)難題?,F(xiàn)如今,這項(xiàng)頻遭詬病的項(xiàng)目招致了反對(duì)的聲音,并淪為“公關(guān)噱頭”,但實(shí)際上,許多支持性技術(shù)確實(shí)已經(jīng)就位。問(wèn)題在于,非軍用無(wú)人機(jī)仍缺乏大載重升空和長(zhǎng)距離飛行所需的動(dòng)力和遙控能力。此外,本質(zhì)上屬于自主機(jī)器人的地面無(wú)人機(jī)目前正在開(kāi)發(fā)中,尚未做好商用準(zhǔn)備。但盡管存在著上述局限性,未來(lái)勢(shì)必會(huì)開(kāi)發(fā)出各種能以較低成本可靠、快速地開(kāi)展簡(jiǎn)單任務(wù)的無(wú)人機(jī)。
無(wú)人機(jī)的類(lèi)型
美軍使用的飛行無(wú)人機(jī)主要是遙控飛機(jī),它們不同于私人無(wú)人機(jī)。這些監(jiān)視“天眼”已經(jīng)被越來(lái)越多地應(yīng)用于現(xiàn)代軍事沖突中,用于俯瞰戰(zhàn)場(chǎng)和關(guān)注區(qū)域。
大部分商用無(wú)人機(jī)都采用電動(dòng)旋翼,其遙控系統(tǒng)的控制范圍有限。一些制造商正采用新興的chmetcnvTCSC0NumberType1NegativeFalseHasSpaceFalseSourceValue4UnitNameg4G蜂窩技術(shù)來(lái)傳輸視頻,以解決控制范圍受限問(wèn)題,但盡管如此,蜂窩覆蓋又帶來(lái)另一個(gè)待解的問(wèn)題。這些商用無(wú)人機(jī)的控制系統(tǒng)比較類(lèi)似于遙控裝置;缺乏遵從預(yù)編程指令的能力。
2015年之前,聯(lián)邦航空管理局(FederalAviationAdministration)計(jì)劃放松對(duì)目前已推出的商用無(wú)人機(jī)的限制,同時(shí)對(duì)開(kāi)發(fā)類(lèi)似于軍用飛機(jī)的功能強(qiáng)大的空中無(wú)人機(jī)的限制也會(huì)降低。“無(wú)人系統(tǒng)路線圖”(UASRoadmap)預(yù)計(jì)無(wú)人機(jī)會(huì)應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域,包括安保、運(yùn)輸、救災(zāi)及頻譜和熱分析,此外,路線圖中還將廣告列為UAV的潛在應(yīng)用之一,而這種應(yīng)用,連同監(jiān)視擔(dān)憂,很可能會(huì)進(jìn)一步引發(fā)懷疑論者們的不安。
地面、水上及海下無(wú)人系統(tǒng)目前都在開(kāi)發(fā)當(dāng)中。盡管我們會(huì)從常識(shí)上將無(wú)人機(jī)與航空系統(tǒng)聯(lián)系起來(lái),但是無(wú)人機(jī)一詞卻適用于任何一種無(wú)人的移動(dòng)和自主系統(tǒng)。美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)的“好奇號(hào)”探測(cè)車(chē)就效仿了地面無(wú)人機(jī),同時(shí)保留了部分人為控制元素,而火星探測(cè)器也能在收到指令時(shí)做出“決定”?!陡2妓埂?Forbes)雜志中詳細(xì)地介紹了無(wú)人機(jī)的術(shù)語(yǔ)和類(lèi)型。
無(wú)人機(jī)的零部件
無(wú)人機(jī)和預(yù)構(gòu)建模型的廣泛傳播催生了DIY社區(qū)。許多廉價(jià)的無(wú)人機(jī)都是以需自行組裝的組件形式存在的,而具有一定電子技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的高級(jí)發(fā)燒友就可組裝出自己的無(wú)人機(jī)。諸如Element14(國(guó)內(nèi)的e絡(luò)盟)這樣基于自制技術(shù)的電子社區(qū),就建起了無(wú)人機(jī)發(fā)燒友和其他新興配件構(gòu)建者協(xié)作網(wǎng)絡(luò)。所有的無(wú)人機(jī)都有一些促成其移動(dòng)和控制的基本子系統(tǒng),而Raspberry-Pi,Beaglebone等微型計(jì)算機(jī)的普及則實(shí)現(xiàn)了對(duì)這些自制機(jī)器的編程。
電源是其中一個(gè)關(guān)鍵的子系統(tǒng)。借助電池的驅(qū)動(dòng),無(wú)人機(jī)能夠旋轉(zhuǎn)空中無(wú)人機(jī)的旋翼或者操作無(wú)人機(jī)的支柱、機(jī)輪或螺旋推進(jìn)器,從而在地面或水上移動(dòng)。針對(duì)航空應(yīng)用,輕便的充電電池絕對(duì)不可或缺,但即便是配備高性能電池,商用無(wú)人機(jī)的飛行時(shí)間也只有半小時(shí)左右。
設(shè)計(jì)者通常采用可變速驅(qū)動(dòng)的小型直流電動(dòng)機(jī)為無(wú)人機(jī)供電,而在其他電源廣泛投入使用之前,使用電動(dòng)機(jī)的無(wú)人機(jī)的飛行時(shí)間和載重能力都將受限,這無(wú)疑會(huì)影響運(yùn)送范圍。另一方面,由于自重并不是影響無(wú)人機(jī)在地面和水上作業(yè)性能的重要因素,因此可打造出功能更強(qiáng)大的無(wú)人機(jī)。對(duì)于這些無(wú)人機(jī)而言,有效避障是設(shè)計(jì)實(shí)用系統(tǒng)的局限之一。一些簡(jiǎn)單無(wú)人機(jī)模型的設(shè)計(jì)者往往采用一些靈敏的傳感器,例如松下所產(chǎn)的一些專(zhuān)門(mén)用于測(cè)量位置與距離,運(yùn)動(dòng)與加速度的產(chǎn)品,再配上泰科(TEConnectivity)或者莫仕(Molex)提供的互連系統(tǒng),以實(shí)現(xiàn)傳感器與上層控制系統(tǒng)的鏈接。AI的部分早期試驗(yàn)專(zhuān)注于賦予無(wú)人機(jī)以空間感,但是由于無(wú)人機(jī)開(kāi)展任務(wù)的自主性更大且環(huán)境不斷變化,因此導(dǎo)航裝置的制造成本也就相應(yīng)增加。
控制系統(tǒng)是另一個(gè)重要的零部件,因?yàn)樗尣僮魅藛T能夠指揮無(wú)人機(jī)運(yùn)動(dòng)或者預(yù)先對(duì)機(jī)器進(jìn)行指令編程。許多無(wú)人機(jī)都集成有GPS,用于指揮無(wú)人機(jī)占據(jù)位置和自主導(dǎo)航。無(wú)線電發(fā)射器和接收器通常為標(biāo)準(zhǔn)的遙控裝置,旨在與驅(qū)動(dòng)無(wú)人機(jī)的電動(dòng)機(jī)配合工作。“智能無(wú)人機(jī)”可運(yùn)行Linux或其他專(zhuān)為無(wú)人機(jī)技術(shù)開(kāi)發(fā)的專(zhuān)用操作系統(tǒng)。