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到底是遥控飞机还是无人机?从演进历史说分明

发布时间:2020-06-19  作者:   分类:推荐热门  
到底是遥控飞机还是无人机?从演进历史说分明

有人说,大疆、零度那些空拍机不是无人机,只是航空模型、只是四轴飞行器;也有人说,只有像美国军方飞去执行轰炸任务的那种,才是无人机,其余都只是玩具。消费级空拍机,是否有资格冠以「无人机」一名,一直让模型玩家和科技玩家争论不休。

无人机的官方定义

然而,像大疆这种空拍机真的是「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。

根据 FAA 在刚刚出炉的「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:

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,都有资格成为成时代先驱的无人机──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:「这是遥控飞机,不是无人机!」

到底是遥控飞机还是无人机?从演进历史说分明

可能你仍然会认为:「空拍机哪有自主飞行能力?大家不也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 系列的空拍机是「无人机」(上图)。

无人机的前世今生

为什幺 FAA 那幺死心眼,硬是把空拍机这种航模当成先进的无人机?如果我们回顾无人机的历史,就会有个惊人的发现:

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,无人机不能进行太複杂的任务,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做为侦察机,以极高速度来迴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(Raptor),就是美军目前主力的军用无人机。

到底是遥控飞机还是无人机?从演进历史说分明

打仗就打仗啦,为什幺军方大玩小飞机?

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:

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,无人机在大部分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,那很像今天空拍机的「Way Point」、「Flight Plan」之类的自动飞行计画吧。

而最新的军用无人机研发计画,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,透过人工智慧完成独立飞行任务,更能在複杂飞行环境中进行自我校正。

到底是遥控飞机还是无人机?从演进历史说分明

大家应该觉得「神经元」无人机的设计,有点像空拍机的自稳系统、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!

儘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」。

但为什幺我们会觉得空拍机是航空模型、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,空拍机不是「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幺「自动化」。

穿上航空模型外衣的机器人

虽然空拍机仍然有个遥控器,这并不代表自动化技术与空拍机无关。

事实上,一般航空模型掉了遥控就会很容易失控,至少它在外力介入下是不能稳定的。不过,现代的空拍机即使没有遥控,也一样能够飞行,下图是 Parrot 的无人机的飞行表演,难道这又是十多人拿着遥控器操作吗?

到底是遥控飞机还是无人机?从演进历史说分明

事实上,空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,空拍机一直都是自已在操作。

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

到底是遥控飞机还是无人机?从演进历史说分明

之前网路上相当火红,也被各方报导过的 DARPA 资金支持的黑科技机器狗(下图),大家应该还记得吧。

到底是遥控飞机还是无人机?从演进历史说分明

当然,两者的科技含量有点不同:机器狗需要处理更多的关节活动,算法更为複杂;但儘管是技术水準不同,但两者其实都是同一概念:它们的核心技术,都是「自动化」的机器人。换句话说:

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」。

Drone,在空拍机流行之前,我们叫它「机器人」。在漫威电影《钢铁人2》最后一段,与钢铁人恶斗的机器人军团(见上面影片),其名字就是 Hammer Drones(汉默原型机)。而无人机被称为 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),而大疆做为一家无人机公司,自己也在众多美国机器人公司之中,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。

到底是遥控飞机还是无人机?从演进历史说分明

而且不少无人机、空拍机团队,也与机器人有着各种渊源。

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太动力学,而是师从机器人权威李泽湘教授,学习机器人技术;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,2015 年注资北京零度智控,大举进军空拍机和自拍机的雷柏科技(Rapoo),本身也在研发机器人。

也由于无人机背后的「机器人」特质,才能让无人机有了更多航空模型做不到的功能,例如最近加入的「电脑视觉」,就能让无人机进行大量的智慧操作,例如自动避障、视觉追蹤、手势辨识等。

航空模型与机器人的结晶

简言之,空拍机不是航空模型,或者应该说:空拍机「不光是」航空模型,而是航空模型与机器人的结晶。

或者,你仍然会坚持空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:

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过我们的想像。

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