無人機在多領(lǐng)域的應(yīng)用初探

商曉東，沈浩宇，武汶杰

（常州大學(xué)懷德學(xué)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(guān)法律法規(guī)還未健全，只有在部分地區(qū)出臺了相應(yīng)的法案，導(dǎo)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(shù)已威脅到個人隱私，引起個人隱私泄露風(fēng)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(zhuǎn)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(zhuǎn)使得摩擦和震動引起的。氣動噪音是由旋轉(zhuǎn)時槳葉對空氣的摩擦和振動引起的。這些噪音導(dǎo)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(dǎo)致機體失控，發(fā)生墜機事故。再次，無人機高速旋轉(zhuǎn)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?zé)o人機。并且無人機的飛行依賴于天氣狀況，在強風(fēng)的影響下會失控偏離航線。

2 無人機的應(yīng)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(dāng)?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(zāi)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(xué)校、醫(yī)院等公共場所使用無人機執(zhí)行消毒任務(wù)，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(wù)的企業(yè)嘗試利用無人機來取代傳統(tǒng)人工配送服務(wù)，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(wù)，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(shù)創(chuàng)作方面

無人機的出現(xiàn)也減輕攝影師負擔(dān)，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(yù)先設(shè)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(zhì)勘探方面

無人機作為在復(fù)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(zhǔn)還原成地面坐標(biāo)。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(shè)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(shù)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?zé)o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(shù)的研究，無人機的模塊化設(shè)計將成為一種趨勢，無人機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)會不斷優(yōu)化，可以根據(jù)不同的任務(wù)更換對應(yīng)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(shù)進步必然導(dǎo)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(shù)相結(jié)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(jié)合，縮短了用戶的反應(yīng)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(luò)萬物互聯(lián)環(huán)境下，伴隨著AI 技術(shù)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(wù)，在相關(guān)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(jié)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(yīng)的法律法規(guī)，建設(shè)無人機分類監(jiān)管和服務(wù)體系，推進相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范工作，從而共同營造良好的行業(yè)生態(tài)。