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猴年春晚節(jié)目中，融入無人機、機器人等高科技元素讓許多人耳目一新，這也是央視春晚33年歷史上第一次有民用無人機參與演出。事實上，無人機最早應用于軍事方面，近幾年由于其在物流、娛樂、媒體等民用領域嶄露頭角，方才走入大眾視野。此前，國內外均有電商推出無人機送貨服務，一些傳統(tǒng)媒體也創(chuàng)新性地采用無人機采集圖片、視頻等新聞素材。順應發(fā)展趨勢，新華網(wǎng)于2015年6月組建了國內新聞網(wǎng)站首家新聞無人機隊，并在2015年8月天津濱海新區(qū)爆炸事故、2015年12月深圳山體滑坡事故等重大新聞事件報道過程中一展身手。
無人機應用領域的變化，離不開這項技術的突破與創(chuàng)新。而對普通民眾來說，隨著民用無人機的日益普及，它能在多大程度上帶來生活上的改變？那些不斷步入眼簾的新型無人機，下一步的發(fā)展趨勢是怎樣的？無人機正被運用到各行業(yè)，不久的將來你也許還會考慮，如何才能拿到一張民用無人機“駕照”？為此，“科技前沿大師談”專訪多位無人機專家，為公眾全方位解讀無人機技術前沿及產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢。
1月14日，在河北省承德市灤平縣金山嶺長城腳下，承德市森林防火指揮中心工作人員操控無人機進行火情監(jiān)測。新華社發(fā)（劉環(huán)宇 攝）
從軍事到民用——無人機“用武之地”的變遷
我國無人機的發(fā)展始于上世紀六十年代末，初期為了滿足高炮、防空導彈武器的需求，主要研究靶機。上世紀七八十年代，我國又進一步開發(fā)了高空高速的無人偵察機系統(tǒng)。到上世紀九十年代，我國研制出具有戰(zhàn)術性質的低速螺旋槳飛機。
那么，無人機在軍事作戰(zhàn)中達到什么樣的水平呢？航天科技集團中國航天空氣動力技術研究院“彩虹”系列無人機總工程師石文表示，“二十世紀九十年代的海灣戰(zhàn)爭以及其后的科索沃戰(zhàn)爭，歐美的無人機在實際作戰(zhàn)中得到了大批量的應用，收獲了很好的作戰(zhàn)效果，與此同時，我國的無人機技術也得到了快速發(fā)展。到本世紀初，我國的無人機從戰(zhàn)術到戰(zhàn)略，從近程到高空遠程，無論是中高空的長航時無人機、還是最新型的察打無人機，以及隱身的作戰(zhàn)無人機等機型，均達到了世界上比較先進的水平。”
解讀專家：石文，航天科技集團中國航天空氣動力技術研究院“彩虹”系列無人機總工程師。
無人機，顧名思義就是無人駕駛的飛機，它與普通的飛機有哪些本質上的不同？石文介紹，由于機上是無人的，無人機對飛行的許多要求就得到降低，整體的性能包括航程航時都得到較大提高。另外在復雜危險的地域環(huán)境，比如像核生化條件下，有人機去的話可能會造成人員的間接性損傷，而無人機就不存在這個問題。
無人化日益成為未來戰(zhàn)爭發(fā)展的方向之一，目前，世界各主要國家盡管發(fā)展方向與程度各異，但無不積極研制開發(fā)無人機。與此同時，無人機也正在向民用化發(fā)展。除了在軍事領域發(fā)揮巨大作用，我國自主研發(fā)的無人機在民用領域也做出突出貢獻，石文介紹，以“彩虹”系列無人機為例，在目標跟蹤、地圖測繪、森林防火、農(nóng)田監(jiān)測、路面巡查、通訊保障、抗震救災等方面，無人機都能高效執(zhí)行任務，“最出色的例子就是地質礦探調查，我們在全世界第一個做到了磁放綜合站的試生產(chǎn)作業(yè)，實現(xiàn)了兩萬測線公里左右的實際生產(chǎn)作業(yè)，它這個系統(tǒng)要求非常高，我們用彩虹三無人機裝載磁放綜合系統(tǒng)，它的載荷達到一百三十公斤，我們利用這套系統(tǒng)解決了磁放綜合站與飛機的匹配問題，實現(xiàn)了遠程超低空測控，是真正的把軍用技術轉化到民用，而且取得了非常好的效果。”
新型無人機：下一代無人機如何發(fā)展？
隨著無人機在民用領域發(fā)展高潮的到來，一些創(chuàng)意與科技感十足的無人機不時引人矚目——太陽能無人機、仿生無人機、自拍無人機、球形無人機、3D打印無人機等等，雖然這些新型無人機有的還處在概念階段，但足以燃起人們對未來生活的憧憬。現(xiàn)階段，無人機航拍常常能帶給人們新鮮感，這種優(yōu)勢即源自它具有突破空間限制的獨特視角，能夠獲取到人力難及的畫面，進而為公眾帶來更具震撼力的視覺沖擊。
無人機航拍可以說是從高空俯瞰世界的“上帝視角”，無人機飛手們不得不在地面上仰視著它，而“第一視角飛行”（First Person View，簡稱FPV）則是無人機的一種新玩法，通過在無人機上加裝無線圖像傳輸設備，操作人員可以在地面通過視頻眼鏡或顯示屏看到無人機飛行時的前方畫面，據(jù)此操控無人機前進。使用FPV方式操縱無人機的一大亮點是，飛手不再是仰視無人機，而是能夠獲得與飛行器相同的視角，以無人機的視角看世界，享受近似親自飛翔的樂趣。
這段視頻是無人機FPV大師賽的測試飛行，F(xiàn)PV大師賽是2015年10月30日舉辦“中航工業(yè)杯”第三屆國際無人飛行器創(chuàng)新大獎賽活動之一。搭載3D攝像頭的無人機由飛手們操控，自如穿梭在障礙物之間進行飛行表演，而在比賽場地之外，體驗者通過佩戴VR眼鏡，能夠感受飛行器超高速飛行、高空失控等眾多驚險場面。
模仿并學習鳥類的飛行能力一直是人類夙愿，無人飛行器的研發(fā)當然也會受其指引和啟發(fā)，事實上，從動物身上尋找靈感正是無人機技術研發(fā)的一種新潮流，它的產(chǎn)物便是仿生無人機。比如，英國研究人員模仿蝙蝠翅膀，設計出一種新型薄膜可變機翼，并將這種薄膜機翼安裝在無人機上，制作出的微型無人機憑借這種機翼在海面滑翔飛行測試中能飛得更遠，節(jié)省更多燃料，而且更易維護。
微型無人機模仿動物適應不同環(huán)境的能力，可以靈活地執(zhí)行多種任務，據(jù)北京航空航天大學無人機所工程師孫毅介紹，目前，人們對微小型無人機的關注多集中在四軸或者六軸飛行器上，事實上，這類旋翼無人機也是有其缺點的，它們對天氣、環(huán)境的抵抗能力很低，另外，它們的續(xù)航能力和承載能力也不夠強大。孫毅稱：“我們現(xiàn)在做的仿生無人機，主要是撲翼類型的。所謂撲翼就是帶翅膀的無人機，其實就是仿生無人機。撲翼無人機是一種兼具固定翼和旋翼特點的飛行器，固定翼的特點是飛行速度快但是起降并不靈活，旋翼無人機起降非常靈活，但是飛行時間相對而言比較短，載荷能力相對也比較小。撲翼無人機未來的特點就是能夠兼具這兩種優(yōu)點，像一只鳥一樣既能慢速飛也能快速飛，并且在快速飛行的時候能夠達到固定翼的高速效果，慢速飛行時候能夠垂直起飛垂直降落，這將是微小型無人機未來的發(fā)展趨勢。”
解讀專家：孫毅，北京航空航天大學無人機所工程師，駕駛員協(xié)會（中國AOPA）無人機專業(yè)委員會委員。
微型無人機由于其體型小巧、使用方便，在生活中更符合人們的需求，因而發(fā)展速度相當快，被視為無人機未來的研究方向之一，但同樣具有不容小覷的發(fā)展?jié)摿Φ奶柲軣o人機，在有些國家已經(jīng)有了軍事化應用，比如承擔持續(xù)監(jiān)控和通信傳遞等任務，對于提倡可再生能源和環(huán)境保護的當今社會也是意義非凡。
太陽能無人機作為無人機中的特種機，由太陽能進行驅動，本身不攜帶燃料，只需要攜帶太陽能儲能電池即可實現(xiàn)能源自我循環(huán)。白天飛機吸收的太陽能，一部分用于飛行和載荷，另一部分會存儲在儲能電池里，用來維持夜間的飛行。與傳統(tǒng)的以化學燃料為能源的飛機相比，太陽能無人機不污染大氣，是真正的綠色環(huán)保飛行器，而且具有高空長航時的優(yōu)勢，我國很早就開始了太陽能無人機的研究，并取得了豐碩成果。據(jù)“彩虹”系列無人機總工程師石文介紹，太陽能無人機在研制過程中的技術難題非常多，需要在理論分析、地面實驗的基礎上，通過飛行實驗的修正來逐步螺旋式地提高研究水平。目前，我國的研究達到了飛行實驗的階段，主要的技術難題在逐步攻克，在有些方面也取得了比較大的進展。
解讀專家：石文，航天科技集團中國航天空氣動力技術研究院”彩虹“系列無人機總工程師。
不論是以仿生無人機為代表的微型無人機，還是以太陽能無人機為代表的新能源無人機，技術驅動創(chuàng)新才是無人機發(fā)展的核心。比如微小型無人機的發(fā)展，就是隨著近幾年微機電技術、能源技術以及高能重比的鋰電池的發(fā)展，才使得小型化成為可能。在中國航空學會理事王英勛看來，無人機也被稱為空中機器人，未來它要實現(xiàn)更好的能力，除了機械、能源動力技術的發(fā)展以外，還應該更注重它的自動化、自主化，或者說是智能化。這種智能無人機基于智能計算，更能自主的判斷環(huán)境，根據(jù)環(huán)境的特點決策如何進行下一步的動作，比如自動跟蹤或自主避障。而隨著無人機的智能性和自主能力的提高，它的應用將會越來越廣泛。
解讀專家：王英勛，中國航空學會理事，制導、導航與控制分會主任。
空管規(guī)則與人才培養(yǎng)——無人機發(fā)展的后勤保障
如果說技術水平的提高是無人機發(fā)展的核心驅動力，那么，無人機“交通法規(guī)”的制定和無人機駕駛員的訓練則是它的后勤保障。隨著近幾年消費無人機呈爆發(fā)式增長，無人機相關的法律法規(guī)也被提上議事日程。據(jù)中國航空器擁有者及駕駛員協(xié)會（AOPA）執(zhí)行秘書長柯玉寶介紹，我國無人機適航的法律法規(guī)，目前正在編寫制定當中，出臺之后將保證無人機飛行的安全。此前的2015年8月15日，我國已先于美國正式上線了UCloud云系統(tǒng)，通過這個云數(shù)據(jù)系統(tǒng)，使用者隨時可以查到所飛地區(qū)屬于什么區(qū)域，包括哪些是禁區(qū)，哪些是危險區(qū)，哪些是機場進近管制區(qū)，哪些是人口稠密區(qū)等等。UCloud監(jiān)管系統(tǒng)就是要方便無人機的飛行，解決計劃申報的問題，也解決了管理者監(jiān)管的問題。
解讀專家：柯玉寶，中國航空器擁有者及駕駛員協(xié)會執(zhí)行秘書長。
無人機政策的形成是由于社會上的無人機越來越多，需要政策法規(guī)出臺讓行業(yè)健康有序的發(fā)展，與此同時，對于無人機人才的培養(yǎng)也要上升到制度化的高度，他們需要通過一系列的考試才能拿到民用無人駕駛航空器系統(tǒng)駕駛員合格證，中國AOPA已經(jīng)受民航局的委托負責無人機證照的監(jiān)管和管理。那么，如何才能拿到一張民用無人機“駕照”呢？據(jù)AOPA無人機專家委員會副主任、無人機考試主考官段志勇介紹，由AOPA出臺的民用無人駕駛航空器系統(tǒng)考試標準對駕駛員、機長、教員三類無人機“駕照”均有規(guī)定，無人機“駕照”申請人需要完成必需的理論培訓和實踐訓練，并通過理論及實踐考試，才能最終獲得民用無人駕駛航空器系統(tǒng)駕駛員合格證，也即所謂民用無人機“駕照”。
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