民用無人機(jī)：前沿技術(shù)的全新視角

陳安安

近年來，我國民用無人機(jī)市場呈現(xiàn)井噴式發(fā)展，無人機(jī)在多個(gè)領(lǐng)域開始被應(yīng)用。從現(xiàn)在已經(jīng)普及的影視航拍、農(nóng)業(yè)植保、基建巡檢、安防救援、地理測繪等領(lǐng)域，到未來民用無人機(jī)技術(shù)將像計(jì)算機(jī)一樣進(jìn)入各行各業(yè)。民用無人機(jī)正在成為各項(xiàng)前沿技術(shù)的全新載體，試圖扮演越來越重要的角色。

在經(jīng)歷了互聯(lián)網(wǎng)三十年發(fā)展繁榮所帶來的巨大改變后，人類對(duì)下一代通信技術(shù)與下一代工業(yè)組織方式的期待不斷在提高。越來越多的機(jī)械設(shè)備走向自動(dòng)化與信息化，越來越多的信息平臺(tái)開始融合，計(jì)算力的分配和資本的分配一樣成為備受關(guān)注的科技議題。

在這個(gè)背景下，民用無人機(jī)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展成為了旁逸斜出的一支。這一產(chǎn)業(yè)受到通信技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)的深度影響，成為全球工業(yè)整合以及工程師紅利的獲益者。與此同時(shí)，民用無人機(jī)也正在積極成為各項(xiàng)在經(jīng)歷了互聯(lián)網(wǎng)三十年發(fā)展繁榮所帶來的巨大改變后，人類對(duì)下一代通信技術(shù)與下一代工業(yè)組織方式的期待不斷在提高。越來越多的機(jī)械設(shè)備走向自動(dòng)化與信息化，越來越多的信息平臺(tái)開始融合，計(jì)算力的分配和資本的分配一樣成為備受關(guān)注的科技議題。

在這個(gè)背景下，民用無人機(jī)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展成為了旁逸斜出的一支。這一產(chǎn)業(yè)受到通信技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)的深度影響，成為全球工業(yè)整合以及工程師紅利的獲益者。與此同時(shí)，民用無人機(jī)也正在積極成為各項(xiàng)前沿技術(shù)的全新載體，試圖扮演越來越重要的角色。

究其本質(zhì)，在所有的前沿技術(shù)中，民用無人機(jī)第一次把人類不具備的飛翔能力補(bǔ)足，以往昂貴危險(xiǎn)的空域空間資源，隨著民用無人機(jī)的普及成為了每個(gè)人都可以獲得的資源。與人類培育農(nóng)作物、獲得遠(yuǎn)洋航海能力一樣，無人機(jī)對(duì)于低空空間的開發(fā)利用，對(duì)工業(yè)體系和人類生活帶來的影響，還在萌芽的階段，但必然開啟一個(gè)長遠(yuǎn)宏大的技術(shù)文明篇章。

從現(xiàn)在已經(jīng)普及的影視航拍、農(nóng)業(yè)植保、基建巡檢、安防救援、地理測繪等領(lǐng)域，到未來民用無人機(jī)技術(shù)像計(jì)算機(jī)一樣進(jìn)入各行各業(yè)，還有非常遙遠(yuǎn)的路要走，其發(fā)展前景也有極大的想象空間。

民用無人機(jī)的技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)與啟發(fā)

人類不能飛翔使得大量人類的技術(shù)文明都首先考慮在地面的二維平面展開。大航海時(shí)代使得人類建立新的認(rèn)知，技術(shù)框架開始考慮曲面的立體空間。而隨著通信技術(shù)的發(fā)展，以及航天時(shí)代的到來，人類借由衛(wèi)星技術(shù)突破了以往只能依托高山地勢(shì)等來構(gòu)建三維空間信息節(jié)點(diǎn)的限制。但衛(wèi)星技術(shù)的成本高昂，且同樣存在諸多客觀物理限制。

在大疆創(chuàng)新推出了可以精準(zhǔn)懸停，具有計(jì)算能力和獨(dú)立通信傳輸能力的無人機(jī)產(chǎn)品后，在低空低成本構(gòu)建三維數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)空間成為了可能，而且?guī)缀跞巳硕寄懿僮?，培?xùn)成本極低。

這并不是大疆創(chuàng)新從創(chuàng)立之時(shí)就設(shè)定好的目標(biāo)。2006年大疆創(chuàng)新開始創(chuàng)業(yè)時(shí)的第一個(gè)課題，是在控制領(lǐng)域研究如何讓飛行器在空中自主懸停。這涉及到多個(gè)交叉學(xué)科。大疆創(chuàng)新在技術(shù)研發(fā)的路徑上逐漸積累了飛控系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、通信系統(tǒng)與影像系統(tǒng)等領(lǐng)域軟硬件各項(xiàng)技術(shù)。

2010年開始，越來越多的航模玩家開始使用多旋翼類航模飛行器來實(shí)現(xiàn)航空拍攝。這是多旋翼飛行器開始展現(xiàn)其作為優(yōu)秀穩(wěn)定的空間數(shù)據(jù)載體和計(jì)算平臺(tái)的潛力，而大疆創(chuàng)新的技術(shù)積累也恰好在這時(shí)派上了用場。大疆創(chuàng)新自2012年開始推出的精靈系列，迅速成為了小型民用無人機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)。

精靈系列無人機(jī)以到手即飛，輕松航拍為設(shè)計(jì)出發(fā)點(diǎn)，但其精準(zhǔn)懸停的能力以及空中采集圖像傳輸?shù)降孛娑说募夹g(shù)特點(diǎn)，從發(fā)布一開始就被多個(gè)行業(yè)所關(guān)注。幾乎是與精靈前兩代發(fā)布同期，電力、安防等領(lǐng)域就用上了精靈系列無人機(jī)。在多個(gè)領(lǐng)域行業(yè)專家的幫助下，大疆創(chuàng)新在原有的技術(shù)體系上迅速拓展出了多種無人機(jī)解決方案，以及具有特定規(guī)格和功能的無人機(jī)飛行平臺(tái)。

究其原因，是在大疆創(chuàng)新推出民用無人機(jī)產(chǎn)品之前，市面上還不具備有標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)模化低空懸停作業(yè)的其他方案。而當(dāng)一種新的技術(shù)品類可以非常低成本地實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)時(shí)，就快速被多個(gè)迫切需求空中解決方案的行業(yè)加以利用和改進(jìn)。而這一過程反過來也為大疆創(chuàng)新積累了許多寶貴的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。

民用無人機(jī)產(chǎn)業(yè)的開頭雖是如此，但直到現(xiàn)在，影視航拍仍然是民用無人機(jī)普及度最高，使用最為廣泛的行業(yè)。由于市場結(jié)構(gòu)的原因，在影視行業(yè)，制作者與消費(fèi)者的供需角色正在模糊，影視拍攝越來越成為一種消費(fèi)娛樂行為，這帶來了大量的對(duì)影視制作軟硬件的市場需求，民用無人機(jī)在這一市場需求下得到了產(chǎn)業(yè)規(guī)模發(fā)展的支持。在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，來自影視行業(yè)和消費(fèi)者市場的需求增速，以及可評(píng)估的未來經(jīng)濟(jì)預(yù)期，無人機(jī)所帶來的益處是其他行業(yè)都難以提供的。

同時(shí)，這也有技術(shù)體系交叉融合方面的問題。在消費(fèi)者市場，有非常好的互聯(lián)網(wǎng)公共基礎(chǔ)設(shè)施，影視內(nèi)容和制作可以輕松融合到原有的制作、發(fā)布、消費(fèi)、二次銷售等經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中。但在其他領(lǐng)域則不盡然。比如，隨著電子政務(wù)、科技強(qiáng)警等政策的推進(jìn)，國內(nèi)交通指揮的信息化體系已經(jīng)比較健全，終端、網(wǎng)絡(luò)、指揮中心等基礎(chǔ)設(shè)施基本完善，這時(shí)候無人機(jī)作為其中一種交警終端加入，大大提高交通指揮的效率，提供應(yīng)急處置的解決方案，效果非常顯著。但如果沒有前者的基礎(chǔ)設(shè)施，僅無人機(jī)企業(yè)自身是難以提供整體的電子政務(wù)或數(shù)字城市等一攬子解決方案的。

綜上，低成本精準(zhǔn)懸停帶來的三維數(shù)字空間，在信息化基礎(chǔ)設(shè)施完善后成為高效數(shù)據(jù)終端與邊緣計(jì)算設(shè)備，發(fā)達(dá)的互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)使得影像消費(fèi)者市場需求對(duì)無人機(jī)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生強(qiáng)大的拉動(dòng)作用，是給予民用無人機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的巨大啟發(fā)。

而這個(gè)過程，并不是規(guī)劃出來的，而是大疆創(chuàng)新在電子工程的科學(xué)探索領(lǐng)域旁逸斜出獨(dú)樹一幟之后，在多個(gè)基礎(chǔ)技術(shù)突破后空降進(jìn)入了信息產(chǎn)業(yè)與信息技術(shù)的主跑道。

這與傳統(tǒng)的大家對(duì)于航空航天相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域技術(shù)下探民用的期待，并不是一致的。航空航天產(chǎn)業(yè)仍在另一個(gè)跑道上，但也許在不久的未來，航天技術(shù)與機(jī)器人自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展到一定階段會(huì)產(chǎn)生交叉，并入同一個(gè)賽道并推出新的民用科技產(chǎn)品。

民用無人機(jī)的資本誤讀

隨著大疆創(chuàng)新在2013年之后的快速發(fā)展，以及其不錯(cuò)的全球影響力，民用無人機(jī)被視為可被資本加速的“新賽道”。有眾多風(fēng)險(xiǎn)投資及商業(yè)資源開始進(jìn)入民用無人機(jī)領(lǐng)域。但事實(shí)上并沒有再現(xiàn)大疆創(chuàng)新曾經(jīng)取得的市場成績。

與此同時(shí)，在消費(fèi)市場之外，也沒有出現(xiàn)過2013-2018年民用無人機(jī)消費(fèi)者市場快速增長的情況。有研究報(bào)告指出，所謂的“工業(yè)級(jí)無人機(jī)市場”可以獲得比 “消費(fèi)級(jí)無人機(jī)市場”更大的收益，但這并沒有合理的數(shù)據(jù)與邏輯進(jìn)行支撐。

在面向消費(fèi)者的競爭市場中，按照需求類別區(qū)分產(chǎn)品是常見的做法?！跋M(fèi)級(jí)無人機(jī)市場”與“工業(yè)級(jí)無人機(jī)市場”也是這種理解下的產(chǎn)物。但在實(shí)際情況中，無人機(jī)本身只是執(zhí)行任務(wù)的工具，有時(shí)執(zhí)行娛樂休閑任務(wù)與執(zhí)行工業(yè)任務(wù)的，往往是同一款機(jī)型。

在2018年5月微軟全球開發(fā)者大會(huì)上，微軟演示了將Azure IoT Edge 和人工智能技術(shù)搭載在大疆“御”Mavic Air無人機(jī)上，實(shí)現(xiàn)油氣管道巡檢中自動(dòng)識(shí)別和標(biāo)注隱患。而“御”Mavic Air無人機(jī)是大疆在2018年1月推出的一款面向較大眾消費(fèi)者的便攜航拍無人機(jī)。

如同PC平臺(tái)可以運(yùn)行專業(yè)軟件，也可以運(yùn)行游戲一樣。民用無人機(jī)本身作為數(shù)據(jù)采集、計(jì)算設(shè)備以及空中懸停的飛行平臺(tái)，其應(yīng)用擴(kuò)展性將帶來一個(gè)規(guī)模遠(yuǎn)超無人機(jī)主機(jī)的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。這其中難以區(qū)分什么是“消費(fèi)級(jí)”、什么是“工業(yè)級(jí)”。在實(shí)際應(yīng)用中，成本、可靠性、操作門檻等都可能影響哪個(gè)具體領(lǐng)域的應(yīng)用成為成長速度較快的市場。

在這樣的市場需求下，繞開大疆創(chuàng)新重新研發(fā)其他技術(shù)路線的飛行平臺(tái)，技術(shù)門檻高投資回報(bào)小，已經(jīng)不符合經(jīng)濟(jì)規(guī)律了。但在無人機(jī)平臺(tái)下游推動(dòng)更多應(yīng)用的開發(fā)，則面臨新的技術(shù)挑戰(zhàn)和商業(yè)生態(tài)挑戰(zhàn)。

如前所述，在已經(jīng)有較好的信息化、自動(dòng)化基礎(chǔ)設(shè)施的行業(yè)，比如電力行業(yè)，推動(dòng)無人機(jī)應(yīng)用的普及是相對(duì)容易的事情。中國南方電網(wǎng)不僅從2013年就開始使用大疆創(chuàng)新的無人機(jī)開展電力巡檢，更是與大疆創(chuàng)新深度合作共同完成了無人機(jī)自動(dòng)充電、航線自動(dòng)規(guī)劃、自動(dòng)巡視、自動(dòng)分析缺陷等功能。南方電網(wǎng)廣東省公司已提出到2025年實(shí)現(xiàn)巡檢無人機(jī)全部轉(zhuǎn)為自動(dòng)駕駛的目標(biāo)。前不久，廣東電網(wǎng)基于大疆Onborad SDK 開發(fā)自動(dòng)飛行軟件——“智巡通”，幫助5000余架DJI大疆無人機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)飛行巡檢。

但在信息化、工業(yè)化發(fā)展層次比較低的行業(yè)，無人機(jī)應(yīng)用的前景還有“九九八十一難”挑戰(zhàn)要經(jīng)歷。以農(nóng)業(yè)植保無人機(jī)為例，中國農(nóng)業(yè)種植面積廣闊，作物種類多，理論上市場前景是巨大的。但從2015年大疆創(chuàng)新旗下大疆農(nóng)業(yè)推出了國內(nèi)首款量產(chǎn)開放銷售的農(nóng)業(yè)植保無人機(jī)開始，無人機(jī)在農(nóng)業(yè)中應(yīng)用的進(jìn)展并沒有外界預(yù)期的“爆發(fā)式”增長。農(nóng)作物施藥方法的研究、普及，操作員培訓(xùn)，新興藥劑、助劑的研發(fā)與實(shí)驗(yàn)等，以及在缺乏商業(yè)網(wǎng)絡(luò)的農(nóng)村區(qū)域建立銷售和服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，成為了農(nóng)業(yè)植保無人機(jī)企業(yè)繞不開的工作，持續(xù)不斷的投入建設(shè)，使得整個(gè)產(chǎn)業(yè)暫時(shí)還沒有扭虧為盈的跡象。

無人機(jī)產(chǎn)業(yè)并不像互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)，無法利用標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品或工具快速復(fù)制到不同區(qū)域市場，擴(kuò)大用戶規(guī)模。每一個(gè)無人機(jī)應(yīng)用的客戶，都有其深層次的定制需求，而技術(shù)工具本身也在不斷迭代。在經(jīng)過過去十年的市場培育、技術(shù)迭代之后，在無人機(jī)基礎(chǔ)設(shè)施上，大疆等公司已經(jīng)提供了較為完善且低成本的飛行平臺(tái)，而下一步行業(yè)生態(tài)的開發(fā)還處于市場機(jī)會(huì)轉(zhuǎn)瞬即逝，技術(shù)工具不夠完善，亟待更多技術(shù)開發(fā)者入局構(gòu)建生態(tài)的階段。

這一階段難以用資本驅(qū)動(dòng)加速，但在生態(tài)構(gòu)建達(dá)到一定規(guī)模后，無人機(jī)產(chǎn)業(yè)可以承載進(jìn)一步市場推廣、客戶任務(wù)系統(tǒng)升級(jí)迭代所帶來的資本機(jī)會(huì)。

圍繞人與應(yīng)用展開的政策演進(jìn)

“政策”是無人機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展繞不開的話題。和汽車剛剛誕生時(shí)，全新的技術(shù)帶來的運(yùn)營方式與原有為行人和馬匹設(shè)計(jì)的交通系統(tǒng)產(chǎn)生沖突一樣，無人機(jī)讓普通人擁有了使用空域的能力，這與以往基于“人類不會(huì)飛”而設(shè)置的社會(huì)體系和社會(huì)工具不免產(chǎn)生一些沖突。

調(diào)和沖突，把新技術(shù)轉(zhuǎn)換成生產(chǎn)力，需要一方面依靠技術(shù)本身的升級(jí)迭代，另一方面依靠政策與管理方法的不斷清晰和完善。

無人機(jī)產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展，面臨的問題是此前沒有專門面向無人機(jī)的法律法規(guī)，而參考與之相關(guān)民航立法設(shè)計(jì)，此前也沒有考慮到無人機(jī)。在新的法律出臺(tái)前，無人機(jī)用戶只能依照現(xiàn)行規(guī)定進(jìn)行申請(qǐng)，但申請(qǐng)空域渠道不透明，個(gè)人無法申請(qǐng)到空域等問題，都使廣大群眾無法順利放飛無人機(jī)。無科學(xué)清晰管理規(guī)則使得有些無人機(jī)飛行任務(wù)不知如何合規(guī)，有一些則是面臨“一刀切”的無效管理規(guī)則，有意突破任性為之。

無人機(jī)管理涉及空域、空中運(yùn)行，地面安全及產(chǎn)品生產(chǎn)等多個(gè)領(lǐng)域，對(duì)軍隊(duì)、民航、公安、工信等部門的管理協(xié)同是一種挑戰(zhàn);同時(shí)缺乏具體指導(dǎo)和培訓(xùn)，使基礎(chǔ)設(shè)施管理者和安全負(fù)責(zé)人對(duì)無人機(jī)技術(shù)有畏懼感。全球發(fā)生過多起“目擊無人機(jī)”警報(bào)導(dǎo)致機(jī)場關(guān)閉事件，也發(fā)生過多次民航飛行員報(bào)告發(fā)生“無人機(jī)撞擊”事件，事后調(diào)查均未查實(shí)有無人機(jī)干擾，或者調(diào)查發(fā)現(xiàn)實(shí)際為鳥擊、蝙蝠甚至飄在空中的塑料袋。無明確的分級(jí)處置方法和科技手段導(dǎo)致了一部分原本不必要的干擾，而非無人機(jī)本身造成，卻對(duì)無人機(jī)產(chǎn)生了負(fù)面影響。

2018年1月26日，國家空中交通管制委員會(huì)辦公室向社會(huì)發(fā)布了《無人駕駛航空器飛行管理暫行條例（征求意見稿）》，從頂層設(shè)計(jì)上確認(rèn)了無人機(jī)生產(chǎn)、銷售、使用等全生命周期的管理。在此意見稿發(fā)布后，中國民航局、工信部等相關(guān)單位也在積極進(jìn)行部門規(guī)章的立法活動(dòng)。未來，民用無人機(jī)市場標(biāo)準(zhǔn)將由國家市場監(jiān)管總局進(jìn)行管理。前述管理?xiàng)l例“分類為先，科學(xué)合理”的精神，對(duì)重量小、日常用的無人機(jī)做認(rèn)證，對(duì)重量大、高專業(yè)領(lǐng)域的無人機(jī)做適航。比如用于娛樂消費(fèi)的無人機(jī)無需操作者資質(zhì);用于大型工業(yè)作業(yè)，操作不當(dāng)對(duì)地面和空中有一定危害性的無人機(jī)需要操作者資質(zhì)。

2019年1月，人力資源和社會(huì)保障部發(fā)布了15個(gè)新職業(yè)，其中包括無人機(jī)駕駛員。從職業(yè)體系中確認(rèn)了無人機(jī)使用的價(jià)值，為無人機(jī)操作技能培訓(xùn)指明了方向。無人機(jī)技術(shù)應(yīng)用的普及將給多個(gè)產(chǎn)業(yè)帶來深遠(yuǎn)影響，這其中離不開培養(yǎng)更多具備無人機(jī)使用技能的人，也離不開無人機(jī)產(chǎn)品的不斷普及。從人與應(yīng)用的角度，無論是國家政策層面還是社會(huì)上勇于創(chuàng)新的普通用戶，都在無人機(jī)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展中不斷解決問題，探索前進(jìn)。