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公司 2016-8-07 17:16

无人机呀无人机,你为什么要叫无人机?

无人机呀无人机,你为什么要叫无人机?

有人说:大疆、零度那些航拍机不是无人机,只是航模、只是四轴飞行器。也有人说,只有像美国军方飞去炸炸炸的那种,才是无人机,其余都只是玩具。

消费级航拍机,是否有资格冠以“无人机”一名,一直让模友和科技玩家争论不休。

“你们啊,不要这么图样图森破,一言不合就把手上的玩意,升华成高大上的黑级科技。”但尽管你说破嘴,但是不少小白用户还老是说:

老板,请给我来一台航拍用的无人机!

无人机的官方定义

然而,像大疆这种航拍机真的是“无人机”。先不要吐槽。这不是我说的,而是美国 FAA 说的。

所谓“无人机”,在美国联邦航空总署 (Federal Aviation Administration, FAA) 里的正式名称为 Unmanned Aerial Vehicle (UAV) 、或 Unmanned Aircraft System (UAS),即无人飞行载具、或称无人飞行器系统。

DJI Phantom 4 Sport Mode

根据 FAA 在刚刚出台的“小型无人机操作和认证规则” (Operation and Certification of Small Unmanned Aircraft Systems) 里,无人机 (Unmanned Aircraft) 的定义是

一种不需要人类从内里直接介入的飞行器……这种操作包括现代飞行器、绑住了的气球、风筝、业馀级火箭、以及无人而自由的气球。

简单来说,在美国 FAA 眼中,无论你是大飞机、小飞机、甚至是个小气球也好,都有资格成为成高大上的无人机──只要它不需要直接介入,就能操作。

所以,你千万不要在白宫附近飞完小飞机后被抓,然后辩称:“你是个傻子!这是遥控飞机,不是无人机!”

FAA

可能你仍然会认为:“航拍机哪有自主飞行能力?大家不又是拿个遥控器来飞飞飞?”然而,在 FAA 的多项文件里,仍然明确写了大疆 Phantom 系列的航拍机是“无人机”(上图),大家还是洗洗睡吧。

无人机的前世今生

为什么 FAA 那么死心眼,硬是把航拍机这种航模当成高大上的无人机?如果我们回顾无人机的历史,就会有个惊人的发现:

无人机,根本就是遥控飞机。

众所周知,无人机最初源自第一、二次世界大战的军事科技。最初,由于电子技术还未完善,无人机不能进行太复杂的任务,只能用当练习用的靶机。但在二次大战后,美国开始大量使用无人机作为侦察机,以极高速度来回避难以进行空战的难题。

后来,在电子技术不断发展下,美国在 21 世纪初参与的中东战争,开始大量让无人机执行攻击任务,例如下图的掠食者 (Reaper),就是美军目前主力的军用无人机。

raptor

打仗就打仗啦,为什么军方大玩小飞机?

最大原因是军方要让“人类”毋须直接进入战场,减低空军的伤亡率、也能让操控者更冷静的进行极危险的任务,所以军方需要远距离遥控无人机进入战场。

但到目前为止,美国所大量使用的无人机在执行攻击任务时,仍然需要有真正的空军机师操作,最大分别只是不需要亲身上战场而已。所以说最初的无人机是遥控飞机,也不以为过。曾执行无人机攻击任务的机师在接受卫报访问时表示

很大程度上是像玩电脑游戏。

当然,遥控飞机,不等于遥控模型飞机;但就算是军用无人机,操作起来也很像玩具。

当无人机不再是遥控飞机?

随着电子技术的不断进步,未来“遥控飞机”式的军用无人机,开始有被全新的自动化无人机取代的趋势。

以英国的雷神无人机 (BAE Systems Taranis) 为例,它就加入了全自动模式,只要预先设定任务,无人机在大部份时间下都不需要人类遥控操作,自动升降、自动导航,进行侦察任务。对,那很像今天航拍机的 “Way Point”、“Flight Plan” 之类的自动飞行计划吧。

而最新的军用无人机研发计划,已经进入“神经元”世代,“神经元”无人机 (nEUROn) 概念(下图),把无人机的“无人”二字,推到更高的高峰。它是一种可以毋须任何人类指令下,透过人工智能完成独立飞行任务,更能在复杂飞行环境中进行自我校正。

nEUROn

大家应该觉得“神经元”无人机的设计,有点像航拍机的自稳系统、自动避障系统,能在强风中、或是遇到障碍时稳定机身、障开障碍;也有点像无人机的的自动回航 (Return to home, RTH) 系统,当系统侦测到无线信号中断、或是电量不足时,就会自动回到起飞点。而且这些功能,甚至像是今天 Google 或特斯拉在力推的无人驾驶汽车呢。

尽管这些新一代无人机仍然是概念阶段,但它们的核心技术,就是“自动化”。

但为什么我们会觉得航拍机是航模、是玩具?因为我们仍然要拿着遥控器来操作。所以,在很多人心里,航拍机不是“无人机”。但实际上,目前的军用无人机也没有我们想像中的那么“自动化”。

穿上航模外衣的机械人

虽然航拍机仍然有个遥控器,这并不代表自动化技术与航拍机无关。

事实上,一般航模掉了遥控就会很容易失控,最少它在外力介入下是不能稳定的。不过,现代的航拍机即使没有遥控,也一样能够飞行,下图是 Parrot 的无人机的飞行表演,难道这又是 10 多人拿着遥控器操作吗?

parrot-dancing

事实上,航拍机的遥控器其实不是“遥控器”。你用遥控器不是用来操作,而是用来精确下指令而已──因为在遥控器的背后,航拍机一直都是自已在操作。

当然,航拍机不是 100% 的无人操作,而是若干程度上的自动化操作;它更像爱范儿先前提过的驾驶辅助技术” (Driver-assistance technologies) ,而非“无人驾驶” (Autonomous Driving)。航拍机即使在强风下或被人推动,航拍机仍然会回到同一点。这张来自友媒的这张图片(下图),大家怎样看呢?

Drone Stabilization

爱范儿早前就曾报道过 DARPA 资金支持的黑科技机械狗(下图),大家应该还记得吧。

Drone Stabilization

当然,两者的科技含金量有点不同:机械狗需要处理更多的关节活动,算法更为复杂;但尽管是技术水平不同,但两者其实都是同一概念:它们的核心技术,都是“自动化”的机械人。换句话说:

  • 机械人加四条腿,就是机械狗;
  • 机械人加个轮子,就是平衡车;
  • 机械人加个航模,就是无人机;
  • 机械人加个汽车,就是无人驾驶汽车;

无人机是 Drone

诚然,虽然无人机的正式英文名叫 Unmanned Aircraft,但科技界很少使用这个名词,更多的称呼无人机为 “Drone”。

hammer drones

Drone,在航拍机流行之前,我们管他做“机械人”。在漫威电影 “Ironman 2” 最后一段,与钢铁侠恶斗的机械人军团(上图),其名字就是 Hammer Drones(锤子械械兵团)。而无人机被称呼为 Drone,就是因为它的骨子里就是机械人。

在美国的“机器人商业评论” (Robotics Business Review) 评选全球机械人公司 50 强 (RBR50),排在第一位的就是大疆在美国的最大对手 3D Robotics(下图),而大疆作为一家无人机公司,自己也在芸芸美国机械人公司之中,站稳在前列的 17 名。

所以到了今天,Drone 变成了无人机的另一别名。

3DR Solo

而且不少无人机、航拍机团队,也与机械人有着各种渊源。

例如大疆创办人汪滔,他在香港科技大学念书时,念的不是无线电或航天动力学,而是师从机械人权威李泽湘教授,学习机械人技术;而且,近年大疆赞助大学生机器人大赛 (RoboMasters),不难想像地也是想从中挖出一些有潜质的机械人人才。除此之外,去年注资北京零度智控,大举进军航拍机和自拍机的雷柏科技 (Rapoo),本身也在研发机械人

也由于无人机背后的“机械人”特质,才能让无人机有了更多航模做不到的功能,例如最近加入的“计算机视觉”,就能让无人机进行大量的智能操作,例自动避障、视觉追踪、手势辨识等等。

航模与机械人的结晶

简言之,航拍机不是航模,或者应该说:航拍机“不光是”航模,而是航模与机械人的结晶。

  • 有了航模技术,机械人才能飞上天上;
  • 有了机械人技术,航模才能像开了挂一样,作出很多我们想像之外的新功能。

或者,你仍然会坚持航拍机之类的东西只是个玩具,仍然看不起它。但大家也不要忘记,当年有人这样调侃 iPhone 4:

太空总署用这级别的计算能力,把太空人射上了月球,而 iPhone 4 用更强的计算能力,把愤怒的小鸟发射去砸绿色小猪。

科技日新月异,就算是玩具也好,里面的科技含量也可能远超我们的想像。

 

屏幕快照 2016-08-08 下午17.41.23 下午

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