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        2018年無人機趨勢大盤點:硬件大升級、大數據生態成形、應用更廣泛……

        發布時間:2018-12-26 15:01
        作者:Evelyn Zhang
        來源:前瞻網

               無人機正逐漸實現向消費者市場的飛躍,現在他們被用于從消防到農業的商業、民用、政府應用。

               無人駕駛飛機、無人駕駛飛行器(UAV)、四軸飛行器、多旋翼飛行器——可以統稱為無人機系統(UAS),已經使用了100多年。但最近在硬件、軟件和數據處理方面取得的突破使無人機成為商用主流。

        (圖源:National Drones Blog)

               美國聯邦航空管理局(FAA)就預測,僅在美國市場,2016-2021期間商用無人機的數量將從42,000架增長10倍——達到420,000架。歐洲當局也預計會有類似的增長。


        2017年是商業無人機的“元年”

               投資銀行家高盛(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和政府部門不斷增長的需求。高盛(Goldman Sachs)的報告補充說,無人機技術的全部經濟潛力“可能是這個數字的多倍,因為‘無人機’的連鎖反應會影響整個經濟?!?/span>


               考慮到這一點,我們在2018年及以后可以期待無人機技術和應用的哪些發展?

             1.無人機硬件將繼續迎來大躍進

               無人機需要充足的動力。更好的電池可延長飛行時間改進的能源管理改善并延長了飛行時間。更有效的推進允許更大的有效載荷。研究人員正在努力通過探索一系列創新技術,來滿足這些需求。

        預計在飛行期間可以為電池充電的太陽能電池板,允許更長飛行時間和更重載荷的氫燃料電池,無線傳輸電力的視線激光器,納米管和氣凝膠電池,遠遠超過目前鋰離子聚合物電池的性能。

        碳增強聚合物等新材料與先進的制造技術(如熔融沉積成型和激光燒結)相結合,將使無人機更輕、更便宜,并且可能更容易制造。神秘材料包括由菌絲體細胞制成的生物可降解生物無人機,這種材料類似于黃蜂用來筑巢的材料。其他研究人員正在使用“Chemputers”從化學品中“生長”無人機。

        無人機制造商一直在努力改進令人眼花繚亂的無人機傳感器。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,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跨所有光譜帶的高分辨率數據,特別是紅外光譜,并且通常提供比飛機或衛星更精確的信息。

        今年無疑會生產更小、更輕、更快、更便宜、更可靠、更準確、更靈敏的傳感器。

             2.無人機將擁抱大數據

               目前,無人機制造商們正在努力打造更敏捷的自動避讓系統,該系統可以處理無人機傳感器數據以避免碰撞或允許自動起飛和著陸。該技術目前用于少數設備中,并且在不斷改進。

        總部位于波士頓的美國機器人公司(American Robotics)等公司已開發出全自動無人機系統,可以反復、可靠地執行定義明確的任務,無需飛行員干預。

        更智能的無人機傳感器與機器學習和人工智能相結合,使公司能夠將預測分析應用于眾多商業問題。

        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結合起來,以檢測核電站鋼構件的裂縫。該系統根據鋼表面周圍不斷變化的紋理自動識別裂縫,并告知技術人員潛在的危險。處理大約需要一分鐘。這不僅可以節省技術人員的時間,更有效地分配工作,還可以降低未檢測到的損壞風險。

        美國無人機制造商和服務提供商Kespry通過建立一個可以計算屋頂冰雹襲擊的機器學習系統,將目標鎖定在檢查和保險市場上。

        通過將無人機技術與機器學習相結合,建筑和基礎設施管理人員現在可以比使用傳統技術更快、更低成本地識別質量缺陷、故障或庫存短缺。所有這些都可以通過無人機收集的照片、實時視頻、熱成像或正投馬賽克和輻射測量數據自動完成。

               自動無人機也被用于檢查發電廠和輸電線路,并提供有關基礎設施狀況的實時分析。農民正在使用類似的技術自動計算農作物信息,識別雜草,并確定作物何時需要水和肥料。這一領域還存在無數其他應用程序。

            3.更多組織將使用無人機

               據全球管理咨詢公司波士頓咨詢(BCG)稱,公司只是觸及了機載無人機可以做的事情。越來越多的企業和政府組織正在意識到無人機如何能夠幫助他們更有效地運作。


               BCG報告《無人機進入工作崗位》(Drones Go to Work)預測,“在未來二十年內,企業將把工業無人機用于工作監控設施,跟蹤貨物運輸,甚至可能將雜貨運送到您的家門口?!?/span>據BCG稱,到2050年,歐洲和美國的工業無人機數量將超過100萬臺,每年產生500億美元的產品和服務收入。



                 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上投入130億美元。



              《經濟學人》(The Economist)雜志最近的一份報告稱,大多數公司最初是通過向無人機服務提供商購買逐個(job-by-job)的工作服務開始實施這種戰略的。

               例如,在澳大利亞,領先的無人機服務提供商National Drones為各種行業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、農業用地監控、電視和媒體、采礦、測繪和測量、資產檢查、緊急情況服務、房地產等。

               向無人機服務提供商外包工作,使公司和政府部門能夠專注于其核心業務,并立即為其企業增加容量和價值。

               據DroneDeploy近期發布的《2018年商業無人機行業趨勢報告》(2018 Commmercial Drone Industry Trends),2018年無人機應用的最大領域是建筑行業。


            4.法律和監管框架將不斷成熟

               許多國家的政府監管機構目前正在努力開發無人機空中交通管理系統,以防止與其他飛行物體發生碰撞。這樣的系統將使無人機能夠看到并避開潛在的障礙物和其他飛行器,并與現有的空中交通管理系統相結合。在美國,NASA正在籌集數十億美元的資金,用于開發無人機系統交通管理(UTM),這是一種能夠安全協調有人駕駛和無人駕駛飛行的無人機自動交通管理系統。美國聯邦航空管理局(FAA)目前正在測試一種自動化系統,該系統最終將為全國范文內的無人機運營商提供近乎實時的空域授權請求處理。從2018年4月開始,低空授權和通知能力(LAANC)將逐步部署在覆蓋約500個機場的近300個空中交通設施中。該系統預計將大幅減少無人機飛行授權等待時間,并允許運營商快速規劃其航班??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則,回應無人機安全問題以及無人機數量的快速增長。 2017年早些時候,免費的CASA智能手機應用程序“我可以飛到那里嗎?”(Can I Fly There?),允許無人機操作員避開禁區,每周的下載量竟沖破了20,000次。當下,無人機飛行通常是在許可操作員控制下的視線任務。飛行路徑和上限受到政府立法和現行保險條款的限制。典型的飛行持續不到一個小時,一個或兩個傳感器收集幾千兆字節的數據。數據存儲在飛機上并在飛行后檢索和處理。

               而未來,無人機將使用檢測和避免技術飛行擴展的自主任務。無人機交通控制中心將識別和跟蹤關鍵空域中的無人機。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蜂窩網絡實時傳輸數據。使用機器學習和人工智能的操作員控制中心將使用這些數據自動修改無人機任務并驅動大量商業應用程序。

            無人機的幾個關鍵應用領域


              礦業。無人機將與物聯網(IoT)傳感器結合使用,以數字方式管理礦山運營。無人機可以提供有關采礦場內外卡車,礦石和供應流量的數據,以優化日常運營。他們還可以提供數據來幫助設計礦坑。

              農業。今天的無人機可用于土地調查和其他數據收集活動。在未來,它們可能被用于支持精準農業,精確農業依賴于有關該領域不同部分條件的數據,以更精確地管理灌溉和農藥使用。目標是提高作物產量,同時減少昂貴投入的使用。

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

              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字視頻以及墜機現場的汽車。這些功能可以降低索賠處理成本,加速客戶服務并生成額外的承保數據。通過將無人機與機器學習相結合,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定保費。

              執法。無人機可用于監控交通事故,捕獲犯罪現場照片,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控人群,更換或補充保安,支持邊境安全,執行海上監視,以及許多其他任務。

              氣象。無人機可以在很短的時間內以局部規模提供高精度的氣象數據。無人機和衛星數據的結合有助于產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,電視和互聯網,無論是永久還是臨時角色。例如,無人機可以形成便攜式移動蜂窩站點,其為蜂窩覆蓋最小或受損的位置提供臨時網絡和無線覆蓋,例如在重大公共事件或自然災害期間。

              防御。隨著全球競爭的加劇和技術的不斷發展,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用于軍事用途的武裝無人機。


            結論

               無人機仍然是一項新興技術。然而,毫無疑問,他們能夠并且將徹底顛覆現有的商業模式。大多數公司才剛剛開始了解如何使用這種強大的人才組合來更有效地運作。無人機帶來的卓越數據采集能力,將以我們無法想象的方式影響我們的生活。它們將塑造我們的生活,就像手機、平板電腦和其他類似的改變游戲規則的技術一樣。有一件事是肯定的:企業需要盡可能多地學習和拓展,以確定他們如何從這種新興現象中受益。


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