各式各樣的飛行機器人往來穿梭于半空之中,徹底改變了人們與世界的互動方式。這樣一個前衛(wèi)的理念越來越受到未來主義者和企業(yè)家的青睞。但人們往往忽視了無人機與生俱來的一個缺陷,即在沒有人類控制的情況下,無人機基本上還處在“盲飛”狀態(tài)。
無人機在飛行方面基本上已經做得很好了,但它們仍然無法感知到附近空域的其它飛行器。幾十架(乃至幾百幾千架)無人機在同一空域執(zhí)行任務,同時還能自行躲避飛機和電線等障礙物,目前還是一個無法實現的暢想。所以絕大多數飛行器目前還需要人為操縱,“無人機滿天飛”的概念現在看來不僅不現實,還具有相當的危險性。
不過,拜兩項并不算非常新奇,已經悄無聲息地獲得重大進展的技術所賜,這種情況在今年可能發(fā)生根本性變化。它們都不是全新的技術,但在成本和尺寸上卻實現了驚人的平價化和小型化。這種新型的雷達和電子系統不僅將促進航空業(yè)的轉型,同時也為真正的商用無人機革命打開了一扇門。
第一項技術叫做廣播式自動相關監(jiān)視系統(ADS-B),大多數人一般只是在出現飛機失聯事件(比如去年的馬航370事件)后,才會在媒體上聽到這個術語。
ADS-B的造價非常昂貴,而且一般比較沉重,該技術不僅能通過衛(wèi)星確定飛機自身位置,還能定期向外廣播它的位置和航向。除了航空管制塔臺之外,該空域內的其他飛機也能收到它的廣播信號。ADS-B的自動性使它非常適用于無人機,因為它內置的電腦系統具備同時追蹤多個飛機的多任務能力。
各國航空管理部門正在緩慢而明確地推動ADS-B成為一項所有載人航空器必須配置的行業(yè)標準。目前并非所有的飛機都要安裝ADS-B系統,比如去年失聯的馬航370就沒有配備這項技術,而今年3月4日失事的“德國之翼”9525號航班則搭載了該技術。
美國聯邦航空局正計劃為國內所有民航客機配備該技術,以進一步提高美國的航空安全。
小型化和平價化的ADS-B系統不僅對整個航空業(yè)具有深遠影響,同時對于無人機導航技術的發(fā)展也具有重大意義。如果ADS-B的零部件能夠實現小型化和輕量化——當然更重要的是平價化,那么它也可能會成為商用無人機領域的行業(yè)標準。
谷歌公司最近宣布,其工程師團隊已經開始著手研發(fā)小型化、輕量化的ADS-B模塊,而且成本將不超過2000美元。今年3月份,谷歌Wing項目主管戴夫?沃斯在國際民航組織表示:“我們將努力為市場提供真正低成本的ADS-B解決方案。”Wing項目的宗旨就是要打造具有商業(yè)可行性的貨運無人機。
有了成本不足2000美元的輕量化ADS-B模塊,無人機將具備態(tài)勢感知能力,從而使它們能夠與其他無人機、載人機以及現有的航空管制系統安全地共享同一空域。
另一方面,位于華盛頓州貝爾維尤市的Echodyne公司正在嘗試將戰(zhàn)斗機使用的掃描雷達系統安裝在普通的四軸飛行器上。該公司已經找到了一種替代笨重的雷達移相器的方法:一款用特殊合成材料(所謂“超材料”)制成的新型設備。
Echodyne公司已經在一臺四軸無人機上展示了它的小型電子掃描雷達。它可以追蹤地面上的某個人,或是在飛行中躲避障礙物,不過目前它仍然處于原型階段。
Echodyne公司技術總監(jiān)湯姆?迪瑞斯科表示,他相信他的團隊可以將這款雷達的尺寸做到只有一臺iPhone 6 Plus大小,重量不超過1磅的設備——這對于目前市場上的大多數商用無人機來說已經夠小了。另外,它的價格也遠低于復雜的掃描陣雷達。迪瑞斯科對《財富》表示:“我們的雷達解決方案的價格將在幾千到幾萬美元,不過我們認為1000美元以下的系統也是可行的。”
如果達到這個價位,無論是否同時搭載ADS-B系統,這種360度的空間感知技術都將為無人機提供它們目前亟需的“感知與躲避”能力。