無人機如何成為熱門以及哪些無人機發(fā)展趨勢值得關(guān)注呢？像互聯(lián)網(wǎng)和GPS技術(shù)一樣，無人機正在逐漸超越其軍事領(lǐng)域的應(yīng)用，成為強大的商業(yè)手段，并且他們已實現(xiàn)向消費級市場的飛躍，從商用到民用皆有成熟的技術(shù)，比如消防和農(nóng)業(yè)。

由于入門成本低，尺寸較小，無人機持續(xù)吸引著各技術(shù)領(lǐng)域的人員投入研究。

無人機，無人駕駛飛行器（UAV），包括四軸飛行器，多旋翼飛行器或無人航空系統(tǒng)（UAS）。自誕生至今已經(jīng)100多年，但最近在硬件，軟件和數(shù)據(jù)處理方面的突破使得無人機能夠成為商用主流。僅在美國，聯(lián)邦航空管理局（FAA）就預測2016-2021年間商用無人機機隊將從42,000增長10倍至420,000。歐洲當局預計會有類似增長。所有這些增長的背后，隱藏著巨大的市場。

投行高盛（Goldman Sachs）預測，到2020年全球無人機市場價值將達到1000億美元。大部分增長將來自商業(yè)和政府部門不斷增長的需求。高盛報告補充道，無人機技術(shù)的全部經(jīng)濟潛力“很可能是該數(shù)字的多倍，因為無人機領(lǐng)域的連鎖反應(yīng)會影響整個經(jīng)濟。

以后可以預見哪些無人機技術(shù)和及其應(yīng)用的發(fā)展？請看以下例子：

01無人機硬件將繼續(xù)提升

無人機需要充足的動力源。更好的電池——改進的能源管理可延長滯空時間。高效的動力系統(tǒng)允許更大的有效載荷。究人員正在努力通過探索一系列創(chuàng)新技術(shù)來滿足這些需求，未來預期將有以下新技術(shù)：

①太陽能電池板在飛行期間為電池充電；

②允許更長飛行時間和更重載荷的氫燃料電池；

③無線傳輸電力的激光器；

④納米管和氣凝膠電池，其性能遠遠超過目前使用的鋰離子聚合物電池。

碳纖維增強聚合物等新材料與先進的制造技術(shù)（如熔融沉積成型和激光燒結(jié)）相結(jié)合，將使無人機更輕，更便宜，并且可能更容易制造。先進材料包括由菌絲細胞制成的生物可降解的生物無人機，這種材料類似于蜜蜂用以筑巢的材料。其他研究人員正在使用“Chemputers”從化學品中“生長”出無人機。

無人機制造商一直在努力改進各式各樣的無人機傳感器。這些包括可視攝像頭，紅外探測器，多光譜和高光譜傳感器，光探測和測距（LiDAR），慣性測量單元如陀螺儀和加速度計，以及測量電流，磁場和聲壓的傳感器。這些傳感器可以提供所有光譜帶的高分辨率數(shù)據(jù)，特別是紅外光譜，并且能提供比飛機或衛(wèi)星更精確的信息。在今年更小，更輕，更快，更便宜，更可靠，更準確，更靈敏的傳感器將面試和生產(chǎn)。

02無人機將擁抱大數(shù)據(jù)

無人機制造商正在努力開發(fā)自動避障系統(tǒng)，該系統(tǒng)處理無人機傳感器數(shù)據(jù)以避免碰撞或允許自動起飛和著陸。該技術(shù)目前用于少數(shù)設(shè)備中并且不斷改進?？偛课挥诓ㄊ款D的美國機器人公司（American Robotics）及其他公司已開發(fā)出全自動無人機系統(tǒng)，可以反復，可靠地執(zhí)行定義明確的任務(wù)，無需飛行員介入。

更智能的無人機傳感器與機器學習和人工智能相結(jié)合，使公司能夠?qū)㈩A測分析應(yīng)用于眾多商業(yè)問題。例如，美國普渡大學的研究人員成功地將無人機和深度學習技術(shù)結(jié)合起來，以檢測核電站鋼構(gòu)件的裂縫。該系統(tǒng)根據(jù)鋼表面周圍不斷變化的紋理自動識別裂縫，并告知技術(shù)人員潛在的威脅。處理過程大約需要一分鐘。這不僅可以節(jié)省技術(shù)人員的時間，還能更有效地分配工作，降低未知的風險。美國無人機制造商和服務(wù)提供商（Kespry）通過建立一個可以計算屋頂冰雹襲擊的機器學習系統(tǒng)，將目標鎖定在檢查和保險市場上。

通過將無人機技術(shù)與機器學習相結(jié)合，使無人機收集的照片，實時視頻，熱成像或正射航拍圖和輻射測量數(shù)據(jù)得以自動完成。建筑和基礎(chǔ)設(shè)施管理人員現(xiàn)在可以更快，更低成本地識別質(zhì)量缺陷、故障或設(shè)計缺陷。自動化無人機也被用于檢查發(fā)電廠和輸電線路，并提供有關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施狀況的實時分析。農(nóng)民也正在使用類似的技術(shù)自動計算農(nóng)作物，識別雜草，并確定作物何時需要水和肥料。自動化無人機存在無數(shù)其他的應(yīng)用。

03更多組織將使用無人機

越來越多的企業(yè)和政府組織正意識到無人機能夠幫助他們更有效地運作。BCG報告“無人機進入工作崗位”預測，“在未來二十年內(nèi)，企業(yè)將把工業(yè)無人機用于工作監(jiān)控設(shè)施，跟蹤貨物運輸，甚至可能將雜貨運送到您的家門口?！钡?050年，歐洲和美國的工業(yè)無人機機隊將超過100萬臺，每年產(chǎn)生500億美元的產(chǎn)品和服務(wù)收益。

高盛預計，2016年至2020年間，全球各地的公司和政府將在無人機行業(yè)投入130億美元。新聞雜志《經(jīng)濟學人》最近的一份報告稱，大多數(shù)無人機公司最初都提供無人機定制服務(wù)。如，在澳大利亞，知名的無人機服務(wù)提供商National Drones為各種行業(yè)提供量身定制的無人機解決方案，包括建筑和太陽能電池板檢查，保險評估，農(nóng)業(yè)用地監(jiān)控，電視和媒體，采礦，測繪和測量，資產(chǎn)檢查，緊急情況服務(wù)，房地產(chǎn)等。外包工作給無人機服務(wù)提供商使公司和政府部門能夠?qū)Ｗ⒂谄浜诵臉I(yè)務(wù)，并顯著地為企業(yè)增加價值。

04法律和監(jiān)管框架將不斷發(fā)展

在美國，NASA正在籌集數(shù)十億美元的資金，用于開發(fā)無人機系統(tǒng)交通管理（UTM），這是一種能夠安全協(xié)調(diào)有人駕駛和無人駕駛飛行的無人機自動交通管理系統(tǒng)。美國聯(lián)邦航空管理局（FAA）目前正在測試一種自動化系統(tǒng)，該系統(tǒng)最終將為全國無人機運營商提供近乎實時的空域授權(quán)請求處理。從2018年4月開始，低空授權(quán)和告知能力（LAANC）將逐步部署在覆蓋約500個機場的近300個空中交通設(shè)施中。該系統(tǒng)預計將大幅減少無人機飛行授權(quán)等待時間，并允許運營商快速規(guī)劃其航班?？罩薪煌ü苤茊T也可以看到計劃中的無人機操作將在何處進行。

2017年10月，澳大利亞民航安全局（CASA）通過加強娛樂用戶的安全規(guī)則，回應(yīng)無人機安全問題以及無人機數(shù)量的快速增長。2017年早些時候，免費的CASA智能手機應(yīng)用程序“我可以飛到那里嗎？”，允許無人機操作員避開禁區(qū)，周下載量達到20,000次。

無人機任務(wù)——當前和未來

當前：

無人機飛行通常是由受認證的操作員的控制下進行的視距內(nèi)任務(wù)。飛行路徑和高度上限受到政府立法和現(xiàn)行保險條款的限制。通常飛行持續(xù)不到一個小時，一個或兩個傳感器收集幾GB的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)存儲在飛機上并在飛行后檢索和處理。

未來：

無人機將使用檢測和壁障技術(shù)的高度自主化任務(wù)。無人機交通控制中心將識別和跟蹤關(guān)鍵空域中的無人機。由于立法和保險的改善，航班將更加普及。多個板載傳感器將通過4G/5G蜂窩網(wǎng)絡(luò)實時傳輸數(shù)據(jù)。應(yīng)用機器學習和人工智能的操作員控制中心將利用這些數(shù)據(jù)自動修改無人機任務(wù)并驅(qū)動大量的商業(yè)應(yīng)用。

無人機應(yīng)用

礦業(yè)。 無人機將與物聯(lián)網(wǎng)（IoT）傳感器結(jié)合使用，以數(shù)字方式管理礦山運營。無人機可以提供有關(guān)采礦場內(nèi)外卡車，礦石和供應(yīng)流量的數(shù)據(jù)，以優(yōu)化日常運營，還可以提供數(shù)據(jù)來幫助礦坑設(shè)計。

農(nóng)業(yè)。 當前無人機可用于土地調(diào)查和其他數(shù)據(jù)收集應(yīng)用。在未來，它們可能被用于支持精準農(nóng)業(yè)，精確農(nóng)業(yè)依賴于有關(guān)該領(lǐng)域不同部分條件的數(shù)據(jù)，以更精確地管理灌溉和噴灑農(nóng)藥。目標是提高作物產(chǎn)量，同時減少昂貴投入的使用。

能源和公用事業(yè)。 無人機可用于自動檢查海上鉆井平臺和煉油廠，降低風險并實現(xiàn)預防性維護，并避免因設(shè)備故障造成的代價高昂的中斷工作。對于公用事業(yè)公司來說，無人機不僅可以更好，更及時地監(jiān)測輸電線路和太陽能場，還可以用來減少盜竊的發(fā)生。

保險。 可以派遣無人機記錄暴風雨后的房屋和建筑物損壞的數(shù)字視頻以及墜機現(xiàn)場的汽車。這些功能可以降低索賠處理成本，加速客戶服務(wù)并生成額外的承保數(shù)據(jù)。通過將無人機與機器學習相結(jié)合，保險公司將能夠改進對損壞的預測。通過比以往更好地評估風險，保險公司將能夠更準確地設(shè)定保費。

執(zhí)法。 無人機可用于監(jiān)控交通事故，捕獲犯罪現(xiàn)場照片，搜索失蹤物品和人員，追蹤可疑人員或車輛，在抗議和體育賽事期間監(jiān)控人群，更換或補充保安，支持邊境安全，執(zhí)行海上監(jiān)視，以及許多其他任務(wù)。

氣象。 無人機可以在很短的時間內(nèi)和局部規(guī)模內(nèi)提供高精度的氣象數(shù)據(jù)。無人機和衛(wèi)星數(shù)據(jù)的結(jié)合有助于產(chǎn)生更準確的天氣預報。

通信。 未來，無人機將用于廣播電信信號，如廣播，電視和互聯(lián)網(wǎng)，無論是永久還是臨時任務(wù)。例如，無人機可以形成便攜式移動蜂窩站點，為蜂窩數(shù)據(jù)覆蓋較小或者受損的位置提供臨時無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋，例如在重大公共事件或自然災(zāi)害期間。

防御。 隨著全球競爭的加劇和技術(shù)的不斷改進，在可預見的未來，國防仍將是最大的市場（預計為700億美元）。目前，已有30多個國家擁有或正在開發(fā)用于軍事用途的武裝無人機