【The Wired Guide】無人機指南

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Photo Credit: Lily
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原文為THE WIRED GUIDE TO DRONES,作者DAVID PIERCEBY,譯者彭于庭,INSIDE獲台灣康泰納仕提供授權翻譯。

天空將成為這些小小飛行物的天下,整個無人機產業也將被翻轉--變得更好或更糟都有可能。

你可能已經有(或考慮購買)一台無人機幫你拍壯遊照片或錄浪漫婚禮影片,但無人機的功能遠不只如此。

試想一下,除了拍攝照片,如果無人機還可以用來監控幾百公頃的農作物、找出建築物受損的地方,甚至即時幫植物澆水和修復建築,這是不是很厲害!

不過就像自動駕駛可能完全改變城市的運作機制一樣,無人機也具有潛在破壞力。

這可不是說說而已,我們可能有新的旅行和載送貨物的方式(不再需要馬路!)、某些工作因此被淘汰,但也創造新的職缺。「距離」兩字可能重新被定義。

無人機可以增加網路覆蓋率、快遞食物、做監視器用,還能啟發出新的運動!

無人機產業甚至提醒了我們,政府和投資者必須合作,科技才能發揮效用,否則無人機在我們的天空毫無規範的飛來飛去將是一場惡夢。

有人將GoPro安裝在大疆精靈(Phantom)底部之後,這項舉動啟發更聰明、更貼心、更厲害的無人機設計,但無人機革命其實才剛開始。

我們還不確定這些小小飛行器如何穿梭在天空並融入我們的生活,早在自動駕駛正式上路前,這些遙控飛機就起飛了,我們必須了解無人機對我們的影響。

第一架無人機(Drones)

各位稱為「無人機」的小玩意實際上可分為兩大類。一種是完全自動,不需要人為操控的機型。另一種則比較像是遙控飛機,也就是它仍需要有人操控,只不過玩家在地上操控,或是在室內透過電腦螢幕或護目鏡進行操作。

這兩種機型的技術和用途都不同,不過它們都算是無人機,因此本篇文章不特別區分兩種機型,都以無人機稱之。

無人機的基本概念早在一百多年前就出現了,它並非一個全新的發明。想一想,現在飛行方式百百種,其中有些方式很危險,那麼人不要坐在飛行物裡不是就比較安全了嗎?

說到無人機始祖,有人可能會想到尼古拉・特斯拉(Nikola Tesla)在 1898 用無線電波的方式遠端控制了一條小船,他首先證明了「遠端自動化」是可能的。

也有人會想到查爾斯・凱特靈(Charles Kettering)的凱特靈小飛蟲(Kettering Bug),這是一戰時代的自動航空炸彈。

也有人會想到第一架可重複使用的無人飛行機器:蜂后號,英軍用於1930 年代作為射擊練習的移動標靶。

不管無人機的概念最初從何而來,在前幾十年它主要用於軍事目的。小巧靈活的無人機是最完美的監視工具,它可飛越敵軍領土避免偵測,即使不慎被發現和擊落,我方也只是損失一台機器而已。

之後無人機開始加裝砲彈,發現目標時可一舉擊落目標物。「獵食者」無人機誕生於1990年代,有好幾百萬的飛行時數,它改變了美國的作戰方式--變得更好也變得更糟。

它降低戰爭可能造成的傷害,不過美軍也因此無法在戰爭中做出及時決定。獵食者彈無虛發,但也帶走數百條人命。

無人機戰爭自出現後一直是熱議的話題,人們爭技術也爭道德,這就像是航行空版的電車問題:電車即將撞上前方軌道上的五個人,而旁邊的備用軌道上只有一個人,你要不要讓電車換軌道?

從消費者角度來看,無人機誕生於遙控飛機玩家支手。在 21 世紀後期,一些玩家發現製造自動飛行器所需的所有零件都可在智慧型手機中找到,於是他們開始拆解手機來製造自己的飛行器,並用另一支手機進行操控。

另一些人則個別購買零件然後直接安裝在手機上:測量運動的加速度感應器、定向用的陀螺儀、驅動飛行器各項工作的處理器。

由於智慧型手機的進步速度非常快,手機零件也變得更便宜、更好用、更省電。於是很快地,懂一點怎麼寫程式,下午又閒閒沒事做的人買齊了零件就開始製作自己的無人機了。

然而,一直到近幾年都沒人想過無人機可能成為大眾的玩具。一開始可購買的機型不多,每台要價萬元以上,多做拍攝電影用,且基本上要有博士學位才能飛。

接著飛機製造商派諾特(Parrot)在 2010 年的電子消費展上用一台四軸無人機驚豔全場。這架無人機由 iPhone 或 iPod Touch 操控,前後都裝有相機來捕捉空中畫面,開飛機變成一種擴增實境的遊戲。

更重要的是,四軸無人機很好操控。派諾特利用手機裡所有的感應器來讓這台無人機保持穩定。雖然無人機仍然需要手動操控,不過它已經可以自己在高空中保持穩定了,這是非常了不起的技術。

2013 年,大疆創新科技有限公司(以下簡稱 DJI)讓消費品無人機問世了,它推出了Phantom 無人機。

DJI 花了很多時間研究用來啟動無人機的軟體,但後來發現沒有適合的硬體設備,所以首席執行長汪滔決定開發自己的硬體:一台重約一公斤,可以自己「開箱」的白色四軸飛行器。

只需按一下按鈕,Phantom 就能執行預設好的酷炫功能和拍攝相片。儘管你操作錯誤,它也會自動飛回原地。

DJI 製作了第一台不單純只是玩具或工具的無人機,它其實結合了兩者。Phatom釋出後,DJI 立刻成為無人機的代名詞。

其他的無人機公司也陸續推出更新更好的無人機,功能更強大、相機畫素更高、零件也更穩固。

有些公司則製造可裝載性能更佳或載送貨物的大型無人機;也有些公司製作迷你型的玩具無人機,售價比一條手機充電線還便宜;現在你還可以買到可在水中前進,或是從沙灘車後面起飛的無人機。

手機熱潮也啟發無人機持續推陳出新,英特爾(Intel)和高通(Qualcomm)甚至已經開始研發無人機專用的晶片和軟體。

無人機已經可以自動避開障礙物、在強風中保持穩定、還能飛得更高更遠。現在你可以用台幣三萬多元就買到裝有 4K 相機、續航力達 30 分鐘、可飛行超過 6 公里、可自動避開障礙物的無人機。

這麼厲害的無人機是由誰製造的?答案是DJI。無論市場變化多快,DJI 從未被超越。Phantom 的問世看似改變了世界,但其實什麼也沒變。

從超強大的 Matrice 系列到入門級 Spark,DJI 製作出世界上最棒的無人機,市占率也最高,高達 70% 的無人機市場都屬於 DJI,淘汰掉的競爭對手名單持續累積中。

雖然 3D Robotics(由前《連線》[Wired]雜誌總編輯克里斯・安德森〔Chris Anderson]創立)和 GoPro 大張旗鼓的加入無人機競賽,但 DJI 仍遙遙領先,而 Lily Robotics 和 Zano 等新創公司則剛加入賽局就被淘汰了,連派諾特都幾乎要放棄無人機了。DJI 唯一稱得上競爭對手的昊翔國際公司(YUNEEC)跟 DJI 的優勢相當:中國總部就設在工廠和研究機構旁邊,因此研發相當有效率。

無人機雖不像手機市場那麼大,但美國聯邦航空總署(Federal Aviation Administration,以下簡稱 FAA)預估 2020 年無人機銷售量將達 430 萬,成長速度驚人。

和家人、小孩一起去公園空拍影片將只是無人機眾多功能中的冰山一角,整片天空將成為無人機的天下,不過通常是作為商業用途。

這是一種可能,就目前發展看來還很難下定論,在我們急著開創未來之前必須先回答一個重要的問題。

無人機的未來

如果你想讓嚇嚇無人機愛好者,只要說出這三個字:FAA。FAA 是負責民用航空管理的機構,它確保所有飛行物都遵守航空規範。

在過去的幾年裡,FAA 開始盯上無人機了。它已經慢慢開始規範無人機使用者和制定無人機飛行規定。畢竟決定無人機是否能夠翱翔天際的不是科技,而是 FAA。

比如來說,就目前的規定,商用無人機的重量不能超過 25 公斤,因此我們不能用無人機來載人或貨物。

無人機不能離開人的視線,操作人員一次也只能控制一台無人機,因此我們不能在辦公室裡操控著一整個無人機艦隊。

無人機不准在晚上、擁擠和敏感地區飛行(雖說如此,FAA 會根據情況給予特殊許可,因此你的無人機可能還是可以用來送貨。)

美國公司為了避開這些規範會選擇到法律寬鬆或是根本不會禁止無人機的國家進行測試。在未來幾年內法律可能會越來越嚴格,而 FAA 於五月時已經批准將在全美各地進行十項無人機實驗計畫。

我們可以想像一下 FAA 可能祭出最為寬鬆的規範就是讓玩家可以為所欲為的操控無人機,那麼無人機肯定會頓時發展出很多新功能。

自從亞馬遜執行長傑佛瑞・貝佐斯(Jeff Bezos)在《60分鐘》電視節目中公布 Prime Air服務後,賣家都希望由無人機來送貨。

亞馬遜一直在測試 Prime Air,目前已經可以將小型包裹投遞到英國客戶家的後院,他們也希望將此服務推廣到更多地區。

與此同時,達美樂(Domino's)已經開始在紐西蘭投遞披薩給客人,而 Zipline 也把藥物送到盧安達的鄉下地區(公司在美國)。

優比速(UPS)正在考慮將一台卡車開進你家的社區,然後同時發動許多無人機(像是穿著咖啡色短褲的軍人)將貨物送到各家各戶,卸貨後再飛回卡車上,在抵達下一個社區之前可以在車上充電。

無人機可以進入無法到達或不安全的區域來評估情況或空投必要的物資。在颶風瑪麗亞重創波多黎各後,無人機就在修復電力上立下大功。無人機還可以鑽到人類不想,或無法到達的地方進行探勘。

無人機規定

無人機飛行高度不能超過 122 公尺、不能離開人類的視線。無人機不能飛到其他人的家裡,更別說拍照。任何「敏感的基礎設施或財產」,如政府大樓或發電站,都禁止無人機進入。距離機場不到 8 公里的地方規定可能更嚴格。千萬不要酒後駕駛無人機。

它也不僅僅是一架無人機。研究人員和工程師開始把無人機視為「群體」,用像是觀察鳥類或昆蟲群飛的方式來研究無人機如何和平共飛。

無人機可以載送更多貨物,或是分散開來各自做偵查作業,也就是說無人機不再是一枝獨秀的飛行物。

目前無人機已經在美國超級盃中場表演現身過,也用來評估颶風哈維過後造成的傷害和復原計畫。

無人機為廣告、婚禮影片、還有許多媒體提供另一個有用的視角。例如房地產公司已經開始使用無人機來拍攝房產廣告,電影公司也用無人機來拍攝追逐戲。

無人機也是很棒的檢測工具,它可以快速飛越橋樑和田野作勘查工作,然後很快地再呼叫另一台無人機來修復問題。

無人機競速比賽正夯,連 ESPN 體育台都有轉播這種比賽--你可以用無人機的視野觀賞整場比賽,好像自己也在飛一樣,非常精彩。

但是很不幸地,許多無人機應用開始走向極端,例如可以直接到你家門口載客的無人機計程車。

值得一提的是,反無人機產品推出的速度與無人機本身的發展一樣快。有一種無人機可以壓制並發射網子捕抓其它無人機,甚至還有新機種可以發射無線電波干擾其他無人機起飛。

研究人員還試圖用禿鷹或其他猛禽來攻擊無人機。

關於無人機可能侵犯個人隱私的辯論持續沸騰:製造商努力開發出更厲害的無人機,但也有些人反對無人機。

我們的確需要擔心,因為無人機的相機很快就不只是用來拍照了。手機相機的臉部識別功能正在開發中,以後即使是在黑暗中也能用熱成像或紅外線抓取臉部畫面,這功能很快就會用在擴增實境上。

監管機構還需要考量一點:即使無人機在幾公里高的地方還是可以捕捉到人像,往後我們也許就可以隨時看「真人秀」,這是很可怕的一件事。

無人機也可以做為間諜或追蹤工具,這些都可能侵犯隱私權。

無人機的相機雖然可能拿來做壞事,但是它也可以使無人機飛得更穩、變得更好玩、或啟發其它有趣的新功能。

只要手機相機一進步,無人機也會變得更厲害。

可以用來製作無人機的智慧手機零件

陀螺儀

可以用來偵測方向的小型感應器,可以確保無人機按照你的指示前進。

加速規(加速度感應器)

一種測量物體的速度和方向的小型動作偵測器,它讓你的無人機飛得高又穩。

GPS

無人機必須要有GPS的衛星才能定位。

處理器

推動電腦各項工作的裝置,它的處理速度和續航力不斷進步,現在也有一些製造商特別推出無人機專用的處理器。

相機

現在相機的畫素和處理速度不斷進步,同時也提升無人機的智慧性、安全性、自主性。

責任編輯:李柏鋒
核稿編輯:Anny

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