無人機送快遞幾時實現(xiàn)

陳全忠

出自《終結(jié)者3》的原型

胡家祺喜歡看科幻電影。一天，他在宿舍里看《終結(jié)者3》，在人類和機器人大戰(zhàn)的鏡頭中，一款叫Hunter-killer的無人機吸引了他。雖然它扮演著反派的角色，但奇特的造型讓胡家祺覺得好酷。

胡家祺從小就喜歡玩飛機航模。上大學后，他讀的也是一個跟航空航天技術(shù)有關(guān)的專業(yè)：探測制導(dǎo)與控制技術(shù)，因此他一直關(guān)注著無人機發(fā)展的動態(tài)。2011年，他幾乎每個星期都要搜索一下國外無人機方面的消息?！敖鼉赡隉o人機技術(shù)發(fā)展得非?？?，幾乎每個星期都有新的東西涌現(xiàn)出來。上個星期美國的主流報紙還在討論無人機在軍事上的作用，下一個星期就出現(xiàn)了無人機在民用領(lǐng)域嘗試的報道，再下個星期，可能就涉及政府或企業(yè)利用無人機收集數(shù)據(jù)是否侵犯到公民隱私權(quán)的大討論?！?/p>

相對于美國媒體的熱鬧，國內(nèi)媒體仍停留在對無人機概念的描述上。胡家祺判斷，無人機的商用在國內(nèi)肯定會成為一個朝陽產(chǎn)業(yè)。“沒有人走的地方，更值得去嘗試。所以我想組建一個團隊開發(fā)民用無人機，做一些創(chuàng)新的事情。”

然而，創(chuàng)新點在哪里？傳統(tǒng)的航拍無人機已經(jīng)有人在做了。2011年的一天，胡家祺突然想到：“我們住在擁擠的城市里，為什么頭頂上的空間沒被利用起來？例如送快遞、送快餐，完全可以用飛行器在空中完成，而不是占用道路的資源?！彼匾獾骄W(wǎng)上查了一下，當時還查找不到國內(nèi)外用無人機送快遞的產(chǎn)品或方案。

當胡家祺向好友孫澤波提起這個想法時，立即引起了孫澤波的興趣。臨畢業(yè)時，兩人都放棄了出國深造的機會，成立了linkall團隊，準備開發(fā)無人機?！拔覀儺敃r很興奮，首先想到的是做一個概念機出來，向?qū)@個領(lǐng)域還不太了解的人們傳達無人機可以運送貨物的信息。”在討論無人機的造型時，兩人不約而同地想到了《終結(jié)者3》里面的Hunter-killer飛行器，第一次的設(shè)計模型采用的也是這款機型。

雖然飛行器的造型確實很酷，但要變成真正用來送快遞的無人機，還有很多困難。一是網(wǎng)上查不到任何相關(guān)資料，二是它只是電腦制作出來的概念機型，電影里總共出現(xiàn)不到60秒，跟設(shè)計一個1：1能有實際用途的飛行器完全是兩碼事。用什么樣的材料和結(jié)構(gòu)制造這架飛機，然后用什么樣的控制方式讓它真正飛起來，他們前前后后反反復(fù)復(fù)討論了十多次。最后，他們還對電影里的Hunter-killer做了個小小的改裝，將下面的武器平臺換成了一個機械臂，用來抓取貨物。

2011年秋天，利用業(yè)余時間，他們在學校的工程訓(xùn)練中心開始了第一架“驗證機”的制作，花費了將近一年才完成。胡家祺說：“提起來，這真是一段特別苦的日子。別人和女朋友看電影去了，我們在做飛機；別人在打Dota，我們在做飛機；別人在打球，我們在做飛機；別人在微信上打飛機，我們還是在做飛機。”

試飛的時候是冬天，哈爾濱幾乎呵氣成冰。無人機的電池在這樣的天氣中消耗得特別快，里面的飛行控制板對溫度也特別敏感，兩人剛拿著它到室外，飛行控制板就停止工作了。該怎么解決這個問題呢？最后他們想到了一個笨方法，將暖寶寶貼在各種電子元器件上，出去試飛之前，電池也要提前加熱。這才好不容易完成了一系列的初期試驗，兩人將飛行參數(shù)調(diào)到一個比較適合的狀態(tài)。

令人驚喜的是，做完這架飛機的時候，linkall團隊給參與制作《終結(jié)者3》的視覺特效總監(jiān)皮特先生發(fā)的郵件得到了回復(fù)。他看到團隊的作品后非常驚訝，“沒想到我們在電腦里制作的一個數(shù)字模型，在大洋彼岸的大學生團隊手中真的變成了一架能送快遞的飛機?！彼浞挚隙诉@個創(chuàng)意，表示希望這架飛機能夠早日應(yīng)用到商業(yè)領(lǐng)域中。

從概念機到無人機快遞系統(tǒng)

概念機做出來了，怎么實現(xiàn)它送快遞的初衷呢？胡家祺認為：“僅僅依靠一架無人飛行器是遠遠不夠的，真正要解決的是路線如何規(guī)劃、物品如何裝卸、平臺如何構(gòu)建等更為宏大的問題。”

之后，linkall團隊設(shè)計出了一整套遞送系統(tǒng)。這套系統(tǒng)由三部分構(gòu)成：全自動化地面基站、無人機以及用戶的客戶端。全自動化地面基站是整個環(huán)節(jié)的起點，它有一個降落區(qū)，每次送貨完畢飛機降落后，自動化的機械臂會將飛行器放上傳送帶，運送到檢測點進行“體檢”，看看外觀是否破損，飛控程序是否完好。若一切正常則自動為其更換電池，若哪個環(huán)節(jié)有故障則放入待檢區(qū)。完成“體檢”后，飛行器會被送到下一個環(huán)節(jié)——自動化倉儲區(qū)，無人機在這里重新裝上新的貨物，貨架上的射頻芯片也會將新的送貨路徑傳遞到飛行控制板上，然后飛行器被運送到起飛區(qū)，起飛后按照設(shè)定好的路線遞送物品。

客戶端則是一個收貨的小郵箱，安裝在每家每戶的窗戶上。它除了可以“訂貨”外，另一個主要功能是將地理坐標發(fā)送到基站，基站自動生成航線后就可將路線下載到飛行器中，讓無人機精確找到用戶。

當然，圖紙上的設(shè)計都是理想化的，一旦落實到實際開發(fā)中，還要考慮到成本和市場接受度。因此，對于全自動化的基站，團隊很快就有了爭執(zhí)。孫澤波認為：要建成全自動化的基站的設(shè)備，光這一塊投資就要上百萬元，先不說團隊目前的資金籌集不起來，考慮到今后商業(yè)化的主要途徑是出售設(shè)備等，一些快遞企業(yè)看到這個成本就望而生畏了。最后經(jīng)過反復(fù)的核算和討論，胡家祺覺得將全自動化基站改成人工基站看起來更靠譜些，“如果通過雇傭2人實現(xiàn)無人機起落的過程中的維護和監(jiān)控，成本就會大幅度降下來?！?/p>

討論的同時，團隊還對第一代無人機做了升級。第二代無人機“智能蜂”借鑒了《機器總動員》中 Eve 的外形。胡家祺告訴我們：“之所以這么快就做改進，是因為我們很快意識到，《終結(jié)者3》中的那款飛行器外形固然很酷，但作為送快遞的載具，親和力不夠強，另外它的飛行方式及氣動布局也不適合這樣的工作。”智能蜂的另外一個好處是，旋翼比第一代無人機更安全，不容易傷到人，而且遞送物品時它可以懸停在空中，不需要降落?！霸谂c用戶‘接頭時，我們使用了一種 ISU （I see you）卡，它可以發(fā)出間斷性的光信號，有助于無人機精確穩(wěn)定地懸停，這種四旋翼飛機的懸停性能甚至優(yōu)于直升機?！?/p>

2013年12月，美國電商巨頭亞馬遜和速運公司UPS紛紛宣布正在試驗無人機送貨項目，國內(nèi)的快遞企業(yè)順豐也稱正在深圳、東莞等城市內(nèi)測無人機配送服務(wù)。得知這些消息，胡家祺并不緊張：“從這些快遞企業(yè)公布的信息來看，他們目前還停留在概念機階段，還看不出有哪一家開發(fā)出了整套快遞系統(tǒng)，而且對無人機的主被動安全性能關(guān)注遠遠不夠?！蹦壳?，胡家祺的團隊已經(jīng)申請了兩項國家專利，新的一批專利也正在申請過程中。

校園送快遞先別急

Linkall 團隊的運作，開始時主要靠胡家祺和孫澤波兩人自籌資金，團隊里大部分的成員也都是他們的同學，學校的工程訓(xùn)練中心在他們制作hunter-killer時為他們提供了場地?！白詮牡玫教焓雇顿Y人的投資后，我們主要的工作地點就搬到了上海?！?/p>

2013年2月，Linkall 團隊的項目網(wǎng)站正式上線。很快，他們收到了大量來自全國各地的信件。對這個應(yīng)用感興趣的研究者和投資者很多，但大家也有很多疑問。有人提出，目前國內(nèi)對無人機商用化的空中管制政策還不明朗，linkall團隊的探索是否太超前了？

胡家祺覺得并不早。2012年，美國總統(tǒng)奧巴馬簽署了最新法案，要求 FAA（美國聯(lián)邦航空管理局）在 2015 年修改規(guī)定允許無人系統(tǒng)包括無人機商用化。中國對無人機的商用開放也令人期待?！罢l能首先掌握相關(guān)的技術(shù)和專利，誰就能在大門打開那一刻占領(lǐng)先機。如果等到政策開放的那一天再去布局，我們就可能在無人機快遞這個領(lǐng)域落后國外企業(yè)一大截，這絕不是我們希望看到的?！彼裕莆蘸诵募夹g(shù)以掌握主動權(quán)，就成了linkall團隊的核心構(gòu)想。

還有人擔心價格的問題，一旦開發(fā)出來，普通人能否用得起？linkall團隊測算過，以他們現(xiàn)在的運輸成本，大約三毛錢一公里，任務(wù)半徑十公里的話，最多也就三塊錢。“相對不斷上漲的人力成本，無人機無疑具有越來越大的成本優(yōu)勢和速度優(yōu)勢。在國外，訂個外賣pizza還得給送餐員小費什么的，無人機的優(yōu)勢就更明顯了?！?/p>

更多人則擔心無人機的安全問題，會不會撞上什么，或者失控掉下來砸到人？胡家祺說：“如同目前民航客機也有一定的失事概率一樣，無人機技術(shù)再成熟同樣有出事故的概率，但隨著技術(shù)的完善和成熟，它會越來越安全和便利?！蹦壳埃琇inkall團隊已經(jīng)開發(fā)出基于主動安全和被動安全的相關(guān)技術(shù)，通過主動安全避免一些障礙物的碰撞，通過被動安全讓它在失控墜落的時候，產(chǎn)生的傷害降到最小。

但安全問題也提醒了linkall團隊，他們原本打算2013年10月在母校試運營無人機給同學們送快遞的，這樣固然可以更早地引起媒體和大眾的注意，但也可能是冒失的。“目前的測試都是基于理想實驗環(huán)境中獲得的數(shù)據(jù)，還不足以支撐應(yīng)對一些極端特殊的空中環(huán)境，哪怕是發(fā)生一起無人機墜毀傷人的事故，都是我們團隊不可承受之重?！币虼?，linkall團隊打消了急功冒進的念頭，目前依然踏踏實實地優(yōu)化無人機的安全程序，積累更多不同環(huán)境中的飛控數(shù)據(jù)。

夢想做空中的紐帶

雖然校園送快遞的嘗試取消了，但整個團隊的腳步并沒有停下。2013年6月，Linkall和華南理工大學KCSA團隊合作，共同研發(fā)用于公益項目linkheart的快速反應(yīng)無人機系統(tǒng)。這個系統(tǒng)由于采用了固體火箭發(fā)動機作為動力，可以遠程快速地投送無人機到指定地點，主要用于自然災(zāi)害如地震、泥石流等發(fā)生時的緊急救援，5分鐘之內(nèi)就可完成發(fā)射準備工作，一小時內(nèi)就可將500克有效載荷投送到100公里直徑內(nèi)的區(qū)域，可快速地將諸如通信器材、食品、藥品等發(fā)射到災(zāi)區(qū)。

2013年底團隊正忙著優(yōu)化測試時，北京一家第三方餐飲快遞公司的老總找到了linkall團隊，希望能在公司的一些運營商圈試用無人機送餐。剛接到老總電話的時候，胡家祺原打算拒絕的。后來這位老總告訴胡家祺，他剛開始提出這個想法時，公司的人都以為他瘋了，他的態(tài)度卻很堅定。“他覺得無人機送快遞，在物流和人力成本上漲的今天，絕對有著光明的前景?！睘榱四苈?lián)系上linkall團隊，這位老總找了很多人，費了一番周折才找到了電話。

胡家祺被打動了，在老總的邀請下來到了北京。這家公司有很多運營商圈，老總陪著linkall團隊一起考察最理想的測試點?！耙驗槭堑谝淮螌嵉卦囉茫晕覀儾蝗ヌ魬?zhàn)復(fù)雜的環(huán)境，測試點要求地面人群密度比較小、樓群密度和高度適當、地面沒有輸電塔、沒有亂拉電線等?！?013年11月底，他們開著車從繁華的市內(nèi)轉(zhuǎn)到郊外，一路觀察沿途的地面和空中狀況。linkall團隊拍下照片并在筆記本上做好備注，最后計劃在五環(huán)以外一個商圈試用無人機送快餐，時間是2014年6月左右。

胡家祺說：“我們團隊的夢想是，未來有一天，我們能成為天空中的紐帶，為大家遞送想要的東西，無論你在世界上的哪個角落?！爆F(xiàn)在，他們離這個夢想是越來越近了。

采訪的最后，我們問：“你們有沒有想過無人機送快遞這個項目有可能遭遇挫折或失敗呢？”胡家祺笑笑說：“其實我們早就想過了。不過我們團隊這么年輕，面對的又是一個這么新的領(lǐng)域，一時的挫折或失敗有什么要緊，重要的是我們相信自己的探索是有價值的。作為國內(nèi)無人機開發(fā)應(yīng)用方面的探路者，我們研發(fā)出來的一些關(guān)鍵技術(shù)，即使在送快遞這個領(lǐng)域失敗了，但換個思維，如果能在城市公共應(yīng)急救援等其他方面得到應(yīng)用，說不定能有更大的用武之地呢！”

責任編輯：曹曉晨