大数据应用、法规完善还有哪些 无人机发展大盘点

无人驾驶飞机、无人驾驶飞行器(UAV)、四轴飞行器、多旋翼飞行器――可以统称为无人机系统(UAS)，已经使用了100多年。但最近在硬件、软件和数据处理方面取得的突破使无人机成为商用主流。

美国联邦航空管理局(FAA)就预测，仅在美国市场，2016-2021期间商用无人机的数量将从42,000架增长10倍――达到420,000架。欧洲当局也预计会有类似的增长。

投资银行家高盛(Goldman Sachs)预测，到2020年全球无人机市场价值将达到1000亿美元。大部分增长将来自商业和政府部门不断增长的需求。高盛(Goldman Sachs)的报告补充说，无人机技术的全部经济潜力“可能是这个数字的多倍，因为‘无人机’的连锁反应会影响整个经济。”

考虑到这一点，我们以后可以期待无人机技术和应用的哪些发展？

1.无人机硬件将继续迎来大跃进

无人机需要充足的动力。更好的电池可延长飞行时间改进的能源管理改善并延长了飞行时间。更有效的推进允许更大的有效载荷。研究人员正在努力通过探索一系列创新技术，来满足这些需求。

预计在飞行期间可以为电池充电的太阳能电池板，允许更长飞行时间和更重载荷的氢燃料电池，无线传输电力的视线激光器，纳米管和气凝胶电池，远远超过目前锂离子聚合物电池的性能。

碳增强聚合物等新材料与先进的制造技术(如熔融沉积成型和激光烧结)相结合，将使无人机更轻、更便宜，并且可能更容易制造。神秘材料包括由菌丝体细胞制成的生物可降解生物无人机，这种材料类似于黄蜂用来筑巢的材料。其他研究人员正在使用“Chemputers”从化学品中“生长”无人机。

无人机制造商一直在努力改进令人眼花缭乱的无人机传感器。这些包括可视摄像头，红外探测器，多光谱和高光谱传感器，光探测和测距(LiDAR)，惯性测量单元，陀螺仪和加速度计，以及测量电流、磁场和声压的传感器。这些传感器可以提供跨所有光谱带的高分辨率数据，特别是红外光谱，并且通常提供比飞机或卫星更精确的信息。

今年无疑会生产更小、更轻、更快、更便宜、更可靠、更准确、更灵敏的传感器。

2.无人机将拥抱大数据

目前，无人机制造商们正在努力打造更敏捷的自动避让系统，该系统可以处理无人机传感器数据以避免碰撞或允许自动起飞和着陆。该技术目前用于少数设备中，并且在不断改进。

总部位于波士顿的美国机器人公司(American Robotics)等公司已开发出全自动无人机系统，可以反复、可靠地执行定义明确的任务，无需飞行员干预。

更智能的无人机传感器与机器学习和人工智能相结合，使公司能够将预测分析应用于众多商业问题。

例如，美国普渡大学的研究人员成功地将无人机和深度学习技术结合起来，以检测核电站钢构件的裂缝。该系统根据钢表面周围不断变化的纹理自动识别裂缝，并告知技术人员潜在的危险。处理大约需要一分钟。这不仅可以节省技术人员的时间，更有效地分配工作，还可以降低未检测到的损坏风险。

美国无人机制造商和服务提供商Kespry通过建立一个可以计算屋顶冰雹袭击的机器学习系统，将目标锁定在检查和保险市场上。

通过将无人机技术与机器学习相结合，建筑和基础设施管理人员现在可以比使用传统技术更快、更低成本地识别质量缺陷、故障或库存短缺。所有这些都可以通过无人机收集的照片、实时视频、热成像或正投马赛克和辐射测量数据自动完成。

自动无人机也被用于检查发电厂和输电线路，并提供有关基础设施状况的实时分析。农民正在使用类似的技术自动计算农作物信息，识别杂草，并确定作物何时需要水和肥料。这一领域还存在无数其他应用程序。

3.更多组织将使用无人机

据全球管理咨询公司波士顿咨询(BCG)称，公司只是触及了机载无人机可以做的事情。越来越多的企业和政府组织正在意识到无人机如何能够帮助他们更有效地运作。

BCG报告《无人机进入工作岗位》(Drones Go to Work)预测，“在未来二十年内，企业将把工业无人机用于工作监控设施，跟踪货物运输，甚至可能将杂货运送到您的家门口。”

据BCG称，到2050年，欧洲和美国的工业无人机数量将超过100万台，每年产生500亿美元的产品和服务收入。

高盛预计，2016年至2020年间，全球各地的公司和政府将在无人机上投入130亿美元。

《经济学人》(The Economist)杂志最近的一份报告称，大多数公司最初是通过向无人机服务提供商购买逐个(job-by-job)的工作服务开始实施这种战略的。

例如，在澳大利亚，领先的无人机服务提供商National Drones为各种行业提供量身定制的无人机解决方案，包括建筑和太阳能电池板检查、保险评估、农业用地监控、电视和媒体、采矿、测绘和测量、资产检查、紧急情况服务、房地产等。

向无人机服务提供商外包工作，使公司和政府部门能够专注于其核心业务，并立即为其企业增加容量和价值。

据DroneDeploy近期发布的《2018年商业无人机行业趋势报告》(2018 Commmercial Drone Industry Trends)，2018年无人机应用的最大领域是建筑行业。

4.法律和监管框架将不断成熟

许多国家的政府监管机构目前正在努力开发无人机空中交通管理系统，以防止与其他飞行物体发生碰撞。这样的系统将使无人机能够看到并避开潜在的障碍物和其他飞行器，并与现有的空中交通管理系统相结合。

在美国，NASA正在筹集数十亿美元的资金，用于开发无人机系统交通管理(UTM)，这是一种能够安全协调有人驾驶和无人驾驶飞行的无人机自动交通管理系统。

美国联邦航空管理局(FAA)目前正在测试一种自动化系统，该系统最终将为全国范文内的无人机运营商提供近乎实时的空域授权请求处理。从2018年4月开始，低空授权和通知能力(LAANC)将逐步部署在覆盖约500个机场的近300个空中交通设施中。该系统预计将大幅减少无人机飞行授权等待时间，并允许运营商快速规划其航班。空中交通管制员也可以看到计划中的无人机操作将在何处进行。

2017年10月，澳大利亚民航安全局(CASA)通过加强娱乐用户的安全规则，回应无人机安全问题以及无人机数量的快速增长。 2017年早些时候，免费的CASA智能手机应用程序“我可以飞到那里吗？”(Can I Fly There?)，允许无人机操作员避开禁区，每周的下载量竟冲破了20,000次。

当下，无人机飞行通常是在许可操作员控制下的视线任务。飞行路径和上限受到政府立法和现行保险条款的限制。典型的飞行持续不到一个小时，一个或两个传感器收集几千兆字节的数据。数据存储在飞机上并在飞行后检索和处理。

而未来，无人机将使用检测和避免技术飞行扩展的自主任务。无人机交通控制中心将识别和跟踪关键空域中的无人机。由于立法和保险的改善，航班将更加普及。多个板载传感器将通过4G/5G蜂窝网络实时传输数据。使用机器学习和人工智能的操作员控制中心将使用这些数据自动修改无人机任务并驱动大量商业应用程序。

无人机的几个关键应用领域

矿业。无人机将与物联网(IoT)传感器结合使用，以数字方式管理矿山运营。无人机可以提供有关采矿场内外卡车，矿石和供应流量的数据，以优化日常运营。他们还可以提供数据来帮助设计矿坑。

农业。今天的无人机可用于土地调查和其他数据收集活动。在未来，它们可能被用于支持精准农业，精确农业依赖于有关该领域不同部分条件的数据，以更精确地管理灌溉和农药使用。目标是提高作物产量，同时减少昂贵投入的使用。

能源和公用事业。无人机可用于自动检查海上钻井平台和炼油厂，降低风险并实现预防性维护，并避免因设备故障造成的代价高昂的中断。对于公用事业公司来说，无人机不仅可以更好，更及时地监测输电线路和太阳能场，还可以用来减少盗窃。

保险。可以派遣无人机记录暴风雨后的房屋和建筑物损坏的数字视频以及坠机现场的汽车。这些功能可以降低索赔处理成本，加速客户服务并生成额外的承保数据。通过将无人机与机器学习相结合，保险公司将能够改进对损坏的预测。通过比以往更好地评估风险，保险公司将能够更准确地设定保费。

执法。无人机可用于监控交通事故，捕获犯罪现场照片，搜索失踪物品和人员，追踪可疑人员或车辆，在抗议和体育赛事期间监控人群，更换或补充保安，支持边境安全，执行海上监视，以及许多其他任务。

气象。无人机可以在很短的时间内以局部规模提供高精度的气象数据。无人机和卫星数据的结合有助于产生更准确的天气预报。

通信。未来，无人机将用于广播电信信号，如广播，电视和互联网，无论是永久还是临时角色。例如，无人机可以形成便携式移动蜂窝站点，其为蜂窝覆盖最小或受损的位置提供临时网络和无线覆盖，例如在重大公共事件或自然灾害期间。

防御。随着全球竞争的加剧和技术的不断发展，在可预见的未来，国防仍将是最大的市场(预计为700亿美元)。目前，已有30多个国家拥有或正在开发用于军事用途的武装无人机。

结论

无人机仍然是一项新兴技术。然而，毫无疑问，他们能够并且将彻底颠覆现有的商业模式。大多数公司才刚刚开始了解如何使用这种强大的人才组合来更有效地运作。无人机带来的卓越数据采集能力，将以我们无法想象的方式影响我们的生活。它们将塑造我们的生活，就像手机、平板电脑和其他类似的改变游戏规则的技术一样。有一件事是肯定的：企业需要尽可能多地学习和拓展，以确定他们如何从这种新兴现象中受益。