無人機在多領域的應用初探

商曉東，沈浩宇，武汶杰

（常州大學懷德學院 江蘇 靖江 214500）

1 無人機現(xiàn)狀存在的問題

1.1 隱私問題

目前我國對于無人機相關法律法規(guī)還未健全，只有在部分地區(qū)出臺了相應的法案，導致了使用者通過無人機可以輕易地收集到公眾的個人信息，包括地理位置、生物識別、通訊內(nèi)容等方面。無人機強大的監(jiān)視技術已威脅到個人隱私，引起個人隱私泄露風險的上升[1]。

1.2 噪音問題

無人機的飛行方式為槳葉的螺旋旋轉引起的下沉氣流抬升機體。在飛行時會產(chǎn)生巨大的噪音，這部分噪音主要是機械噪音和氣動噪音。機械噪音主要是由于機體電機旋轉使得摩擦和震動引起的。氣動噪音是由旋轉時槳葉對空氣的摩擦和振動引起的。這些噪音導致了無人機在拍攝時無法有效記錄拍攝原聲，被拍攝主體也容易受到噪音的干擾。

1.3 安全問題

首先，使用者在禁飛區(qū)域試飛無人機，無人機操作飛行會干擾途徑飛機的飛行，對社會存在潛在危險。其次，無人機傳輸信號時，易受到磁場干擾，導致機體失控，發(fā)生墜機事故。再次，無人機高速旋轉的槳葉對人及其周圍生物的安全都存在著極大的威脅，每年都有不少無人機傷人事故發(fā)生。

1.4 操作問題

由于無人機部分操作需要反方向控制，對于不熟練的新人用戶，容易在遇到危險時手忙腳亂，從而發(fā)生事故。在遙控信號被隔斷時，用戶不能通過操作即時呼回無人機。并且無人機的飛行依賴于天氣狀況，在強風的影響下會失控偏離航線。

2 無人機的應用

2.1 農(nóng)業(yè)方面

大功率高載率的無人機可以滿足部分農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的需求，通過電腦編程后讓無人機有序播種，既保證了播種的密度，也保證了最終的產(chǎn)量。通過無人機給莊稼澆水打藥，能有效提高效率，節(jié)省人力資源。例如四川大英縣目前就在采用無人機灌溉的方案，幫助當?shù)剞r(nóng)戶節(jié)約了大量的灌溉時間，提升了整體耕種效率，產(chǎn)量也得到了提高。

2.2 救援方面

自然災害發(fā)生后，通過無人機可以即時了解到現(xiàn)場實時情況，能有效避免救生員在救助時遇到危險，提高了救援速度，也保障了他們自身的安全。在新冠疫情期間，部分疫情防控重點地區(qū)在學校、醫(yī)院等公共場所使用無人機執(zhí)行消毒任務，提高了區(qū)域消毒效率，也保障了消毒人員的健康安全。

2.3 物資運輸方面

近年來眾多物流快遞及配送服務的企業(yè)嘗試利用無人機來取代傳統(tǒng)人工配送服務，取得了區(qū)域性的成果。例如京東為海南、貴州等交通不便地區(qū)的用戶配備了無人機配送服務，對比原有人力配送的劣勢，能夠不受地形限制，直線高效快速配送。

2.4 藝術創(chuàng)作方面

無人機的出現(xiàn)也減輕攝影師負擔，通過無人機可以拍攝到常人視角所觀測不到的景色。并且伴隨著直播行業(yè)的發(fā)達，人們也可以將自己拍攝到的精彩瞬間分享給他人。除此之外，還可以利用編程讓無人機全自動完成預先設定的航線，并通過LED 燈組組成空中圖案方陣進行無人機高空表演。

2.5 地質勘探方面

無人機作為在復雜地形下高效采集空間數(shù)據(jù)的重要手段，提供了比直升機更為便捷的飛行平臺，節(jié)省了勘探成本，解決了勘探人員的安全問題，并具備快速電磁觀測的能力。

2.6 交通方面

無人機空中拍攝的影像，能精準還原成地面坐標。無人機還能用于交通監(jiān)控，以往用直升飛機才能獲得的俯瞰監(jiān)控效果，現(xiàn)在用無人機就能實現(xiàn)。高效的全局監(jiān)控能力，可減少交通意外與堵塞。例如交警使用無人機執(zhí)法，可以不受地理空間限制自由執(zhí)勤，提高了效率。

3 設計發(fā)展方向

3.1 體量差異化

在未來，無人機的體量差異會越來越明顯。對于小型無人機而言，隨著微型電子和納米技術的引入，其體積減小到直接裝進口袋，并隨時隨地靈活起飛。對于載重無人機，在滿足功能的前提下其體量會趨于大型化，其飛行會更加穩(wěn)定，載重能力也會得到進一步強化。

3.2 功能模塊化

基于模塊化技術的研究，無人機的模塊化設計將成為一種趨勢，無人機的內(nèi)部結構會不斷優(yōu)化，可以根據(jù)不同的任務更換對應的功能模塊，實現(xiàn)一機多用。除此之外模塊化也能降低生產(chǎn)成本，延長無人機的生命周期，降低后期用戶的維修成本[2]。

3.3 操作簡潔化

伴隨無人機的普及，技術進步必然導致無人機的操作簡化。未來無人機的操作方式可以與VR 技術相結合，操作從觀察無人機和控制器屏幕上的畫面到人眼與攝像頭的直接結合，縮短了用戶的反應時間，便于控制。通過操作邏輯的改變，降低用戶操作困難。并且?guī)в邪胱詣虞o助，在遇到緊急危險時，機身自身會做出正確的指令[3]。

3.4 人工智能化

在5G 網(wǎng)絡萬物互聯(lián)環(huán)境下，伴隨著AI 技術的發(fā)展與人工智能的普及，未來無人機能夠完全自主地完成任務，在相關人員的監(jiān)控下可以實現(xiàn)不同型號無人機的監(jiān)控通用化，相互之間獲取信息實現(xiàn)資源共享[4]。

4 結語

這些年來無人機產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展無疑是第四次工業(yè)革命強有力的印證，通過高度自動化、人工智能化的系統(tǒng)控制和管理，無人機將會成為下一個潛力巨大的產(chǎn)業(yè)。期待無人機產(chǎn)業(yè)能夠蓬勃發(fā)展，也期待中國能夠好好把握住這次機遇，完善對應的法律法規(guī)，建設無人機分類監(jiān)管和服務體系，推進相關標準規(guī)范工作，從而共同營造良好的行業(yè)生態(tài)。