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#DroneFrontier #无人机前沿 对无人机感兴趣?先来了解下这些基础知识

四轴无人机

多桨无人机拥有较短的飞行时间以及空中悬停能力,所以在高空摄影及摄像领域派上了大用场,比如这种四轴无人机。

(swissinfo.ch)

最近一段时间以来,无人机似乎是无处不在--新闻里,商场中,亦或是在我们头顶上。现在就让我们从技术、应用、风险以及管控各个层面上,速成学习下这项突飞猛进的高科技。

瑞士身处无人机创新的前沿。在过去的5年中,瑞士打造出了一个拥有多达80家初创公司的“无人机谷”,其中许多公司都是由瑞士联邦理工学院(Swiss Federal Institutes of Technology)苏黎世和洛桑分校中的顶尖研究组创建的。瑞士还将无人机应用及安全性整合到了其航空及数据隐私法当中。

“瑞士在今天的无人机技术上处于领先地位,”瑞士交通部长Doris Leuthard于6月26日在苏黎世举行的世界经济论坛无人机创新者联谊会(英、德)外部链接上的发言中提到。

无人机谷 为什么瑞士人成了无人机先锋

制作航空地图、获取农作物总览,或是即时设立通信网络:这些只是无人机现在能做的事情中的几个例子。在过去的几年中,瑞士已经成为这个领域新技术的领先者。(瑞士法语广播电视台RTS/瑞士资讯swissinfo.ch)

“创新公司和大学在推进技术的进步,而务实的政府管控则恰到好处地迎合了研发的需求:两者独特的结合为瑞士打造出了对初创公司、一般公司以及科研单位都极具吸引力的环境。”

但是作为一项相对较新的技术,无人机在瑞士的科研体系、媒体以及空域愈加频繁的现身,也带来了越来越多的问题,主要集中在其潜在应用以及风险上。

现存问题包括……

无人机到底是什么?

关于无人机,你首先应该明白的就是,“无人机”这个词并不准确,因为它可能指一系列空中、陆地甚至是水中的机器人。这些目前被称为无人机的设备,更准确地,应该叫做无人飞行器,简称UAVsUVAs和配套地面控制系统一起可被称为无人飞机系统(UAS)

无人机与其他小型遥控飞机的区别在于,它们所配备的技术让其有一定自主性,可以在无人类直接操控的情况下,实现一些诸如巡航、障碍躲避以及维持稳定的功能。

我身边的这些无人机与那些新闻里的无人机有什么区别?

无人飞行器的发展及应用源于军事需要,可追溯至第一次世界大战(英)外部链接期间。之后美国又将诸如“捕食者”以及“死神”这样的军事无人机(英)外部链接用于地面战争中,用来搜集情报和展开导弹攻击。正因如此,对于有些人来说,无人机是一种武器。但是今天民用无人机市场正在蓬勃发展,越来越多的设备被开发用于体育、艺术、研究、商业以及人道主义救援领域。

无人机是如何工作的?

今天,如果你在互联网上搜索消费品级别的无人机,就会发现有各种各样的设备,它们有着不同的形状、尺寸、规格和售价——从100瑞士法郎以下的家用“微型”无人机,到价值几万至几十万瑞士法郎的专业高端型号。

常见无人机类型
(swissinfo.ch)

尽管种类繁多,但大多数消费品级的无人机有如下关键共性:

  • 能源供给:大多数多旋翼无人机(见图)由可充电式的锂离子聚合物(LiPo)电池供电。用多旋翼悬停相当耗能,当前的技术水平下,锂离子聚合物电池可以使这样的无人机飞行最长大约25分钟。固定翼和单旋翼无人机的空气动力学设计使得它们比多旋翼更加节能,它们也可以由能量密度更高的燃油引擎驱动,这让它们成为远距离飞行的更佳选择。


  • 导航:许多消费品级的无人机配备有远程无线电控制器,也可用智能手机和相关移动应用控制, 为获取第一视角的无人机旅程提供了可能性。有些甚至集成了虚拟现实(VR)头戴设备,允许用户以无人机的视角驾驶。机载传感器使无人机可以记录并保持它的飞行位置和速度,许多设备还配有全球定位系统(GPS)以获取位置信息。一台普通的消费品级无人机必须在一定范围内飞行,通常大约离遥控器3.5至5公里(2至3英里)。然而,这已经超越用户的视距(VLOS),需要注意遵守相关规定。


  • 载荷:这是指一台无人机的负载,一般是相机或是包裹。一架无人机所能承载的载荷的重量和种类取决于无人机的类别、行程长度、天气和气候条件。无人机尤其适合传输小且轻,但很关键并需在短时间输送的载荷,比如说将医疗供给投递到偏远地区或不容易到达的区域,完成所谓“最后一英里”任务。

瑞士邮政派遣无人机递送医院实验室样本(多语)

  • 自主性:无人机技术最具争议性的一点就是它在自主性方面展现出来的潜力。无人机的完全自主是指可以导航、执行任务,以及在无人操控的情形下做出决断。当前,大多数消费品级的无人机都集成了一些自主运行的元素,但仍需要在许多步骤上由人控制。自主功能可能包括根据事先编程的飞行轨迹飞行、躲避空中障碍物、接近并围绕地图上制定的物体飞行、自稳定性,以及返回设定好的“基地”地点。完全自主的无人机及其潜力是目前瑞士许多相关科研项目的课题:例如,苏黎世大学的Davide Scaramuzza研究组(英)外部链接正在开发一种自主的空中机器人,它不需要全球定位系统或者遥控器,而是用一个由摄像头和传感器组建的系统来制作其所处位置和飞行轨迹的地图。

在瑞士我可以在哪里使用无人机?

民用无人机的使用在过去的10年中呈现爆发式增长,技术的进步也在加速。这使得监管很难跟上发展,各个国家制定了不同的法律和准则()外部链接

关于无人机的监管主要侧重于两个方面:安全性和隐私性。超越用户视距来飞行无人机,以及协调无人机和全尺寸飞机的空中交通流量是一个重大安全挑战。另一点是有可能伤人、伤物,无人机载荷本身也可能是危险物。而在隐私方面,因为绝大多数无人机都配备有摄像头,如何界定什么样的图像和数据可以采集,使用和/或发表,这也是个问题,处理不好就有可能侵犯他人的隐私。

瑞士联邦民用航空局(Swiss Federal Office of Civial Aviation)外部链接制作了一项决策指南(多语)外部链接,其中包括为那些有兴趣在瑞士飞无人机的人提供的资料,其中许多链接可以帮助查询相关许可外部链接,指南中同时还包括一个常见问题外部链接和答案的列表。

该局指出,如果想飞如下无人机,那么用户需要申请特殊许可外部链接……

  • 重量超过30公斤(66磅)
  • 机场和直升机场相距不到5公里
  • 管制区域外部链接离地高度超过150米
  • 靠近正在执行紧急任务的地点
  • 人群(24人以上)相距少于100米
  • 无人机不在直接视界

该局同时还发布了如下互动式的远程操控飞机系统(RPAS)地图,其中标明了瑞士对于无人机管控或禁止飞行的区域:

RPAS map

Swiss Federal Office of Aviation Remotely Piloted Aircraft System Map

而关于数据隐私,瑞士的联邦数据保护和信息署(Federal Data Protection and Information Commissioner )阐明(法、意、德)外部链接,由私人消费品级无人机采集的录像,属于监控录像管控类别。私人录有包含“可识别人物”的无人机录像必须遵守联邦数据保护法案(多语)外部链接,同时如需进行视频数据处理,需要出示相关人的同意书,或证明“其具有可例外处理的私人、公共或法律价值”。

同时,无人机并非仅仅影响到人类。7月4日,瑞士环境部(Swiss Environment Ministry)、联邦航空局(Federal Office of Aviation),以及一些环境组织联合发表了一份手册(德、法)外部链接,其中给出了关于无人机飞行如何不侵害或扰乱瑞士野生动物和其聚居区的建议。该手册中提到,无人机可被鸟类和其他野生动物视作威胁,这样会“增加压力,激起飞行或防御反应”,甚至会影响到它们的生存和繁衍成功率。

 

航空未来:无人机前沿

航空未来:无人机前沿(英)外部链接是一项正在进行中的系列活动,由瑞士科学中心波士顿分部(swissnex Boston)创建和策划。目的是探索随着专业无人机技术的逐步发展和应用而产生的对于政策和社会的挑战。瑞士资讯swissinfo.ch的无人机前沿专栏与瑞士科学中心波士顿分部合作,收录了这项系列活动所发表的一些故事。您可以在社交媒体上用#DroneFrontier外部链接主题标签来关注这个系列活动。

信息框结尾


(翻译:樊桦), 瑞士资讯swissinfo.ch

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