若(ruò)干年前,无人机技术就已经出现。美国伊拉克战争中(zhōng)无人机的使用让大家认识到它的巨大(dà)潜(qián)力。1998年,飞行器设计师Paul Macgeady曾经在美国(guó)蒙特利的TED舞台上展示了一个2盎司自重的无人机实(shí)时demo,他让无人机(jī)在在场观众头顶上呼啸而过(guò),并且实时(shí)传回无人机拍摄到的观众席的图(tú)像。而Paul当时不知(zhī)道这个技术将走向何方,也(yě)不知道它是否现实(shí)。时(shí)至今日,多家(jiā)大型(xíng)互联网(wǎng)科技公司纷(fēn)纷将(jiāng)目光投(tóu)向无(wú)人机技术(shù)领域。
美国网购巨头亚马逊启动了(le)一个名为Prime Air的物流计划。按(àn)照该计划,亚马逊今(jīn)后将使用无(wú)人飞行器来运送小型包(bāo)裹,派件用时(shí)只需要30分钟。无人机可飞(fēi)行16公里,运(yùn)送重量小于2.26公斤(jīn)的物品。Google紧随其后,最近收(shōu)购了一家无(wú)人(rén)机公(gōng)司泰坦航空航天(tiān),旨在(zài)遥远的地区继续扩展他们(men)的影响力,从而吸引新的(de)用户。
泰坦正在(zài)开发两(liǎng)种由电池(chí)供(gòng)电由翼式(shì)太阳能电(diàn)池板充电的蜻蜓形无人机。泰坦(tǎn)宣称(chēng)其无人机在使用特殊(shū)通讯(xùn)设(shè)备传递(dì)数据的时候可以达到1Gb每秒(miǎo)的传(chuán)输速度,这比大多(duō)数发达国家提供的宽(kuān)带(dài)速度都要快。
Facebook此前也(yě)与泰坦航空进行了长达数周的(de)多次收购谈(tán)判,但由于(yú)Google出价更高,Facebook中途退出竞争。但Facebook也宣布以2000万美元的(de)价格收购总部位于英国的另一(yī)家太阳能无人机航空(kōng)公司Ascenta。Ascenta的太阳能无(wú)人机(jī)号称一次上天可以在20km高空持续飞行,滞空时(shí)间(jiān)长达1个月。对于Google和Facebook来说,无(wú)人机意味着更多的用(yòng)户数,谁能优先为偏远地区(qū)居民提供可用的网(wǎng)络(luò)服务(wù),谁也就占(zhàn)据了赢(yíng)取了下(xià)一个10亿用户(hù)的先机。
不仅是科技巨头们对无人(rén)机趋之(zhī)若鹜,投(tóu)身于无人机(jī)技术的小公司也(yě)层出(chū)不穷(qióng)
3D robotics募资3000万美金用于(yú)开发商用无(wú)人机。该公(gōng)司的旗舰级产品之一是售价750美(měi)元的无(wú)人机Iris,可(kě)以通过androids设备(bèi)进行控制,还能够利(lì)用(yòng)内(nèi)置GPS依照(zhào)屏幕上的地图“路径”飞行。空中(zhōng)机器人公司Skycatch则致力(lì)于提供一个无人机平台,运用到农业,矿业,能源,建筑和(hé)后勤等诸多领域。 Skycatch的无人机可以做到在没有人(rén)参与的情况下完成电池替换和自动着陆,解决了无人机因为电源坠落(luò)天空的问(wèn)题。Matternet公司是硅谷另一家无(wú)人机公司,该公司的服务宗旨是是“为最需要的人”开(kāi)发无(wú)人机送货(huò)技(jì)术,从(cóng)这一领域起步(bù)建设网络。区别于一般先(xiān)将无人机推广到发达地区(qū)的观点,他们认为(wéi),无(wú)人(rén)机(jī)送(sòng)货(huò)技术首先可应用于发展中市场(chǎng),向汽车或卡车难以进入的地区运送(sòng)食品、药品和其他必(bì)需品。
在去年的Ted演讲(jiǎng)上演示了在海(hǎi)地(dì)运输药物的情况。其他(tā)的商用无人机应用还包括利用获(huò)取精(jīng)确农(nóng)业状(zhuàng)况,检测优胜美地的山林火灾,甚至是将(jiāng)Domino’s的披萨送(sòng)货(huò)上门等(děng)等… 而(ér)民用(yòng)无人(rén)机方面也(yě)有不少有意思的公司。 Parrot公(gōng)司的AR Drone应该是最著名的民用无人机(jī)了(le), 第(dì)二代产(chǎn)品售价300美金,内嵌(qiàn)720p高(gāo)清摄像头,可以把拍摄到的图像传到手机上(shàng),方便用户以第一人称观看。
在今年3月(yuè)刚从Kickstarter融(róng)到93万美金(拟(nǐ)融(róng)资额3.5万美(měi)金)的无人机初创(chuàng)公(gōng)司(sī)AirDroids则致力于开发(fā)能装入口(kǒu)袋(dài)的低成本无人机(jī)Pocket Drone,它(tā)的三个螺(luó)旋桨可以折叠收起,装上摄像头之后能飞行20分钟(zhōng)。相对于AR Drone,这种能随身携带的设计显得非常讨巧,为(wéi)人们在更多场合使用无人机提供了可能(néng)性。
虽然制造(zào)无(wú)人(rén)机的门槛已经(jīng)越(yuè)来(lái)越低,但是要使得无人机(jī)真正成为人们的(de)助手(shǒu),配备在无人机(jī)上的软件和技术也要跟上(shàng)硬(yìng)件发展的脚步。比如无人(rén)机的自主飞行(háng),自动避障(zhàng),撞到障碍之后(hòu)自动恢复(fù)平衡,对(duì)未知(zhī)环境(jìng)自动构建地图(tú),人脸识别,甚(shèn)至多台(tái)无(wú)人机(jī)的互相协作等等。来自宾夕法(fǎ)尼亚(yà)大学的(de)Vijay Kumar教(jiāo)授在2012年的Ted演讲上展示了一系列的研(yán)究成果。无(wú)人机飞行一个最基本的(de)问题(tí)是要弄明白怎么从一个地点飞到(dào)另一个地点,听起来似乎很简单,但是飞(fēi)行器(qì)的动(dòng)力学非常复杂,事实上它们总在对付(fù)十二维的空间。
他们把这个十二位的空间转(zhuǎn)换成(chéng)一个包括(kuò)了横轴,纵轴(zhóu),竖轴和(hé)旋转轴的四维空间。在这个四维平面中(zhōng),计算一个光滑优雅的运动(dòng)曲线, 然后转(zhuǎn)换(huàn)回到(dào)复杂的十二维空间来(lái)让飞行(háng)器获得(dé)控制(zhì)和执(zhí)行动作。当有(yǒu)多(duō)台飞行(háng)器(qì)协(xié)作群体(tǐ)飞(fēi)行时,每个飞行器还可以监控(kòng)周围飞行(háng)器的距离,来自动调整自身的飞行动作达到分散(sàn)化的(de)协作效果。另一个复杂的技术是(shì)让无人(rén)机构建环境的地图,携带深度摄像机(jī)或者激光(guāng)扫(sǎo)描仪(yí)的(de)飞(fēi)行器(qì)自主完(wán)成在未知环境中导航和定位。利用这些传感器来描绘周(zhōu)围(wéi)的环境的地(dì)图(tú) 弄(nòng)清楚地图的各个细节还有(yǒu)自(zì)己在哪里,前面(miàn)有什么,然后利用周围环境为(wéi)自己找到出路(lù)。(本文作者(zhě)林韵(yùn),NConnex创(chuàng)始人(rén), 美(měi)国麻省大学计(jì)算机视(shì)觉与机器人实验室博士研究生(shēng))

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