無人機改變了什麼?

初識
若干年前,我在某森防部門任職時,初識了無人機。當時,一片森林發生了一種罕見的病虫害,且呈蔓延態勢。我受命帶領一個專家組,前往執行防控任務。那片遭災的森林處在一座險峻的高山上,迎面盡是懸崖峭壁,飛瀑噴雪,荊棘橫生,森防人員憑借腳力很難到達現場。病虫害的具體情況不甚明了,怎麼辦?——必須搞清受害樹種、受害程度和受害面積才能施策防治。情急之時,呼叫后方就近調來一架無人機。
那是我頭一次接觸無人機。
操控人員像放飛一隻鳥那樣,隨手一拋,無人機就上天了。嗡嗡嗡!空中的無人機似乎很調皮,忽左忽右,忽上忽下。在場所有的人都仰著頭,目光被無人機牽著,忽左忽右,忽上忽下。我當時心裡嘀咕,這東西能行嗎?
頃刻間,視頻圖像已經實時傳回地面——森林裡的“虫情”“病情”以及正在蔓延的“災情”,在電腦屏幕上清晰可見。更奇的是,視頻圖像的各種不同顏色還能自動分割,如同畢加索的畫筆,繪出各種輪廓,輪廓線條在電子地圖上生成一個一個的“斑點”。接著,那些“斑點”又變魔術般生出大腦和慧眼,識別並統計出各種各樣的數據——哪些樹是健康樹,哪些樹是枯死樹,哪些樹是遭受了病虫害的樹,各自的面積是多少,一目了然,清清楚楚。
我立時目瞪口呆了,深切感到,這個世界與以往不同了。
很快,專家現場會診,對症配藥,用無人機對那片森林的病虫害進行了精准施藥,控制了災情。我喊了一聲收工!大家收拾家什,背上背囊邁著蹣跚的腳步,開始下山。
行至半山間一草廬時,忽聞柴門裡傳出婦人嚶嚶聲。叩門打問才知曉,婦人家裡一隻羊丟了,四處找尋,未見蹤影。我身后一個聲音說:“讓無人機找找”——說話間,無人機已經上天了。一圈一圈地找,黃豆地裡花生地裡沒有,玉米地高粱地裡沒有,柞樹林裡榛子灌木叢裡沒有,附近山嶺溪澗青紗帳裡找遍了也沒有。我的心裡打了幾個問號——會不會被狼叼走了呢?會不會被賊人偷走了呢?就在我揣想各種可能的時候,無人機抖擻精神,翻過一座更遠的山嶺,終於在一條河灣裡找到了那隻羊。
“是它嗎?”操控人員指著電腦屏幕上那隻羊的視頻圖像問婦人。
“嗯,是它。耳朵上有塊黑。”婦人擦擦眼睛肯定地回答,“這個該宰的東西!”——破涕為笑了。
原來,山嶺那邊河灣裡的草實在太肥美,那隻羊貪吃,竟索性不歸了。嗡嗡嗡,空中的無人機緊緊跟隨著,生怕它再丟了。
忽然,一隻游隼閃進視野,在無人機身后跟飛,忽上忽下,忽高忽低,如影相隨,畫面甚有趣。
話說無人機
想不到,風箏居然是人類最初的飛行器。古時稱“鷂”,亦謂之“鳶”。1887年,英國人道格拉斯·阿奇博爾德把相機裝在風箏上照相,這或許就是無人機最早的雛形。
然而,無人機名稱的出現,已經是20世紀二三十年代的事情了。1927年,世界上第一架無人機在英國皇家海軍“堡壘”號軍艦上問世。歷史不是某一個發明造就的,它是在社會、經濟和科技進步的相互作用下,隨著時間的到來而到來的。其實,無人機真正的歷史也不過一百余年的時間。
中國無人機研制始於20世紀五六十年代。劉亞樓、錢學森、范緒箕等都曾提出過“要造出我們自己的無人機”的構想。1966年12月6日,“長空一號”首飛成功。從此,共和國的藍天上,有了屬於中國人自己研制的無人機。“長空一號”總設計師——趙熙,一生隻做一件事,研制無人機。
何謂無人機?專家告訴我,無人機是飛機,但不只是飛機。這話怎麼理解呢?完整意義的無人機,指的是無人機系統。這個系統是由無人機平台、任務載荷、起降系統、測控與信息傳輸系統及地面保障系統等組成。無人機無人駕駛,因此被冠以“無人”。實際上,它具有多重有人駕駛飛行器的特征和功能,故而“似人非人”才是“無人”的真正內涵。而無人機也不一定無人,有的無人機也可以載人——比如,以色列“空中騾子”無人機就可以載人。“空中騾子”造型怪異,如同一堆廢棄的爛鐵,毫無美感。這不要緊,以色列人注重的是實用。別看“空中騾子”長相粗鄙,卻能垂直起降,能在空中懸停。載人載物,不吝力氣。在自然界,能在空中懸停的鳥類,隻有蜂鳥。
無人機是人的創造,人在創造無人機的同時,也創造了無人機的秘密,而無人機的秘密裡隱藏著人的秘密,那秘密裡有人的思想、趣味和審美。
無人機的出現令人興奮。它一直更像是科幻小說,而非現實技術,讓機器自主動作並且飛來,這簡直是神才有的能力。
常見的無人機有三種類型。其一,固定翼。就是翅膀固定,靠流過機翼的風提供升力。一般而言,軍用無人機多是固定翼。固定翼飛行速度快,高度高,抗風能力強。其二,是直升機。靠一個或者兩個主旋翼提供升力。其三,是多旋翼。就是具有四個或者更多旋翼的直升機。其實,這個也是直升機,但為了突出它的多旋翼,就叫多旋翼,而不叫直升機了。
按用途來分,無人機可分為軍用無人機、面向行業應用的工業級無人機和面向大眾玩家的消費級無人機。而工業級和消費級均屬於民用范疇。
2017年全球無人機產量三百萬架。無人機系統種類繁多,在尺寸、重量、航程、飛行高度、飛行速度等方面都有較大差異。美國的“全球鷹”是無人機中的巨無霸。看起來它很像一頭虎鯨,黑白分明,流線優美,器宇軒昂,威風凜凜。就續航時間、飛行距離和飛行高度而言,它是目前世界上最先進的無人機。
無人機是現代戰爭的利器。“彩虹”無人機系列,是中國軍用無人機方陣中的尖兵。“彩虹”察打一體無人機(目前,察打一體無人機主要由中美兩國設計制造),復合式挂架,可挂載十六枚空地導彈,載重量可達一噸。它一出手,頃刻間就可以摧毀一個坦克連。它攜帶的雷達可穿透牆壁,能夠辨認和追蹤建筑物內的目標。續航時長四十小時,最大飛行距離超過一萬公裡。這就意味著,三千公裡以外的目標,它能直接扑過去,可以執行“定點清除”或者“斬首行動”。外電報道說,這是中國無人機裡“最可怕的殺手”。
“彩虹”的另一款大家伙——太陽能無人機。它是用太陽能做動力,機體不攜帶燃料。機翼上全部是太陽能板,翼展四十五米,飛行高度超過兩萬米,任務區域廣闊無邊。“彩虹”太陽能無人機的最大特點——其一,飛得高,高到什麼程度?高到幾乎要出大氣層了,准確地說,就是要出未出大氣層的高度。這個高度,即便是風電雷暴,哪怕是強台風,也都是在它的下面,毫無影響。故此,它又有“准衛星”“大氣層裡的衛星”的說法。其二,飛得長。主要指續航時間長,一口氣續航時間可以超過二十四小時,如果需要更長時間,它甚至可以留空數天數月數年。“彩虹”太陽能無人機,不用加油,不用補充能量。因為它本身在吸收太陽能的同時,就創造了能量。它體能充沛,腦子靈光,耐力極強,可軍用,可民用。
中國的“翼龍”個頭也不小。“翼龍”機長十一米,高四米盈余,翼展二十余米。可凌雲直上九千米,續航二十小時,翼下的復合挂架可挂載十二枚導彈。即便稍縱即逝的目標,也能立斬無赦。“翼龍”,亦乃強國之利器也。
2018年1月12日,我走進“彩虹”總部——中國航天空氣動力技術研究院。“彩虹”總設計師石文不無感慨地對我說:“無人機在中國令人驚嘆的高速發展,其實並不是一個獨特的孤立現象。這背后是我國改革開放四十年來技術積澱和強大的工業、科技基礎。沒有數字電傳飛行控制、先進導航、綜合航電和指揮控制等技術的突破,就沒有無人機發展的今天。”
無人機改變了什麼?
無人機又被喚作空中機器人,一個重要的原因——它的運行空間原本並不屬於人類。無人機以及無人機所包含的自動化技術,其運行方式是人類永遠所不能的。它並非搶走了我們的工作,而是開始進行我們永遠無法從事的工作。
在我們看不到的空間裡,有一個更廣闊的空間。我們雖然看不到,但無人機看到了。無人機看到了,就是我們看到了。
其實,無人機的原理無處不在——小的傳感器通過網絡連接到信息處理算法,以我們從未做到,甚至從未想到的方式處理來自我們的數據。——顯然,無人機是超越了人類自身的機器人。它的思維方式與人類的思維方式絕對不同。它不是沉重的工業機器,也不是頭重腳輕的滾動裝置。它是什麼?
——它是我們無法理解的智慧物種。
——它是負載著我們夢想的空中精靈。
想象注滿能量。
科技進步帶來的變革,正在顛覆著這個世界已有的秩序和邏輯。無論是抵制、抗拒,還是畏懼,都無濟於事,因為未來已經到來。
世界在改變中正變得妙趣橫生,多姿多彩。
無人機的新功能被不斷創造出來,我們對無人機的審美標准也在發生相應的變化。無人機到底會走向何方?也許,將來的某一天,天空上的事情比地面上的事情要多得多。
未來,人,是不是可以乘坐無人機去月亮上或者火星上旅游?——這是完全可能的。無人機將成為標准化的交通工具,我們或許還可以省去打包和裝卸行李的煩惱,甚至可以直接把家搬過去,搬到月球上去,搬到火星上去。埃隆·馬斯克信誓旦旦,有一段時間逢人就講,他要搭載無人機去火星上建一座農場,種蔬菜。然后,在火星上退休。他在國際宇航大會上發表演講時說,他已經制訂了一項宏大計劃,十年后他要陸續把數十萬人送往火星。無人機將頻繁往來於地球與火星之間。往返一次需要六個月時間。
“這種無人機的載重量將達到一百噸。”馬斯克繪聲繪色地描述道,“太空旅行並不寂寞,機艙裡的設施本身就都很有趣,乘客有零重力室、咖啡廳、電影院和其他多種娛樂消遣可以選擇。”
有人請他透露一下飛往火星的無人機票價,他不無認真地說,每個座位最初票價大約二十萬美元,最終要降到十萬美元。因為無人機及其系統裝置可以重復使用,運營成本降低,票價自然就降下來了。他說,這種無人機的另一個名字叫——太空飛船。
馬斯克是著名太空探索專家。2015年5月31日,他的“龍飛船”太空艙成功與國際空間站對接后返回地球。他開啟了太空運載的私人運營時代。世界上掌握了航天器回收技術的,有個說法是隻有三個國家一個人。三個國家是:美國、俄羅斯、中國,一個人就是埃隆·馬斯克。
馬斯克的話,或許不是開玩笑。
無人機改變了空間,改變了時間,也改變了人。
這個時代充滿傳奇,沒有什麼事情不可能發生。
多面角色
民用無人機除了航拍照相以外,還能做什麼呢?
當然,它能做的事情多了。植保、救援、防火、防虫、醫療、巡護、測繪、檢測,乃至具體到一次別具創意的有浪漫故事的求婚。總之,它可以做許多超出我們意料的事,而且不知疲倦,從不抱怨。
它是突發事件急救員,它是航拍攝影師,它是會飛的緝毒警察,它是地形遙感測繪員,它是野生動物巡護員,它是投遞郵件的郵差,它是空中的噴霧器,它是放牧的牧羊犬,它是給心上人送花的愛的使者……它還是什麼?這要看我們希望它是什麼。
農業植保每年所用農藥(原藥制劑)一百二十萬噸。傳統的作業方式是農民用噴霧器噴藥,如果防護不當,藥液很容易通過口腔、呼吸道和皮膚等途徑侵入人體。我國每年農藥中毒人數有九萬人,其中致死致殘的就有八千人,大都是因為施藥防護不當導致的。
近年,無人機噴藥作業大受農民歡迎。一架無人機一小時作業六十畝,相當於人工作業的四十倍,而且安全、防治效果好。
在南方某農田防治現場,一架無人機正在離地面三五米的空中作業,噴洒農藥。那架無人機搭載四個噴頭,旋翼產生的氣流作用於霧化藥劑,可讓藥劑到達農作物最靠近的土壤部分。噴頭是靜電噴霧裝置,由高智能控制,能夠定速、定高飛行和定流量噴洒,精准到位。無人機作業時,幾乎看不到藥霧彌漫的景象,噴洒的藥液通過靜電吸附功能,瞬間全部附著在庄稼葉片上,即使葉片的背面也能均勻受藥。
無人機有航線斷點記憶功能。無藥了,也不要緊,它可以自動記憶坐標點。加完藥后一鍵返回斷點處,繼續噴洒作業。斷點斷在哪塊田,哪條壟,哪些作物,它清清楚楚,從不糊涂。
據統計,2017年,光是植保無人機,我國農村的需求就有一萬五千架。如同犁和鎬頭一樣,噴藥除虫,無人機將成為田間地頭會飛的農具。農業部官員說,無人機屬於農機新產品,已經正式納入國家農業補貼范圍。我國有二十億畝農田,三十一億畝森林,三十三億畝草原,防虫防病防火任務繁重,植保無人機大有可為呀。
可惜,會操控植保無人機的飛手少之又少。培訓更多的飛手是當務之急呢。
當然,無人機也常常干出惹是生非的勾當。在華盛頓,一架無人機居然優哉游哉降落於白宮南草坪。由此,引發人們對美國的空防體系產生懷疑。在東京,一架無人機攜帶一瓶放射性廢料,也攜帶著環境保護主義者的憤怒,降落於日本首相官邸樓頂,引來首相官邸裡的人一片惶恐。在倫敦,犯罪分子用無人機向監獄裡運送毒品、手機和武器的事情也不是什麼新聞了。
據報道,2017年4月21日,僅僅三個小時裡,成都雙流機場就遭遇了四架“黑飛”無人機的干擾,導致五十八個航班備降其他機場,四架飛機返航,一萬余名旅客出行受阻。在此之前,多處機場發生無人機闖入機場淨空區事件。僅2017年上半年,全國各地機場就發生五十余起無人機影響航班運行的事件,影響航班超過二百七十架次。好家伙,無人機“黑飛”惹出的亂子可真是不少。
戰爭殺手
軍用無人機最初的角色並不怎麼光彩——它是作為目標靶機而出現的,也就是說用自己的粉身碎骨來培養空軍飛行員的實戰能力。因而它相貌粗鄙,結構簡單,聲音嘈雜,也就沒有更多人在意了。
二戰時期,美國共生產了一萬五千個靶標無人機。
1991年,在海灣戰爭中美軍動用大批無人機,完成了戰場偵察、火炮校射、通信中繼和電子對抗任務。美軍在伊拉克、阿富汗等地的戰場上,動用無人機攻擊達數百次。2001年,美軍用“捕食者”無人機摧毀一輛塔利班坦克。而在伊拉克戰爭中,僅“全球鷹”無人機就執行了十五次作戰任務,美軍使用它所搜集的目標情報,摧毀了十三個伊拉克地對空導彈連,五十個地對空導彈發射架,七十輛導彈運輸車,三百輛坦克和三百個地空導彈箱。不是打不打得准的問題,而是想不想打的問題。“全球鷹”是美軍的利器。
俄羅斯雖然沒有最先進的無人機,但卻擁有最先進反無人機作戰系統。俄軍組建了世界上第一支反無人機部隊。俄軍的“薔薇”電子戰系統,可以對無人機進行大功率信號壓制,也可以進行指令欺騙。還有一種新型武器——能夠造成所有“蜂群”無人機系統電子器件瞬間癱瘓。
軍事專家說:“戰爭中的自動化是極其可怕的。但是,與軍事自動化畫上等號的不是巡航導彈,不是機靈炸彈,而是無人機。”有人說,美國空中力量的軍事實力無法再現昔日輝煌了。我不是軍事專家,但從我近期掌握的情況來看,這是一種錯誤的認識——美國從來就沒有停止前進的腳步。美軍研制的無人機型號超過六十種,總數上萬架。美軍的規劃顯示,未來無人戰機將超過有人戰機。
1981年,發明了氫彈的特勒說:“無人機的重要性,堪比20世紀30年代的計算機。”
新時代之光
在中國,民用無人機領域可以說是群雄並起,群星璀璨。掰著指頭數數,除了大疆,還有昊翔、億航、星圖、零零無限、極飛科技、數字綠土、零度智控、科比特航空等等,能列出一長串的名單。
如果說全球民用無人機市場十分天下的話,那麼中國佔七成,歐美佔兩成,其他加起來也不過一成。
大疆無人機產品中,從飛控、飛行平台、動力系統,到電源系統和影像系統都是自己研發的。大疆微小消費無人機,從設計上剔除了所有可能導致心情不愉快的各種可能,最大限度地體現了好玩的各種因子——隔震、精巧、有趣、可折疊、機身輕、續航長、畫質清晰。
大疆無人機,可以像手機一樣放進衣服口袋裡,也可以像礦泉水瓶一樣塞進背囊的網袋裡。在你開始一場浪漫之旅,向著詩和遠方大步邁進的時候,它不是負擔,不是累贅,不是麻煩。相反,它卻能為你帶來更多的意外和驚喜,還有歡愉和快樂。
大疆的秘密在於它的大腦——飛行影像控制系統(簡稱“飛控”)的不可超越。沒有這個“飛控”,無人機就是無頭蒼蠅,也成不了天上的眼睛。而這個“飛控”取決於算法。算法既要安全穩定地飛行,又要能夠避障,保護無人機,防止墜毀。也可以說,無人機就是算法的集合。是啊,任何足夠先進的科技都與魔術別無二致。
美國人喜歡什麼從不掩飾。世界首富比爾·蓋茨喜歡大疆,蘋果公司之父沃茲尼亞克喜歡大疆,好萊塢導演詹姆斯·卡梅隆喜歡大疆,西部農場主喜歡大疆,美國警察喜歡大疆。——為什麼喜歡?因為操控簡單。無需像駕駛汽車那樣要經過培訓,頂風冒雨,要熬夠多少多少學時,還要天天指紋打卡,要考試,取得了駕照才能駕車上路。——而大疆則不,可謂到手即飛。無需組裝這個那個,無需加裝相機攝像機。
大疆總部在深圳。大疆,乃大志無疆之意。它創立於2006年,剛剛十二歲,還是個涉世未深的少年嘛!大疆擁有一萬兩千名員工,卻有五千名研發人員專注於技術創新。在海外七個國家的十七個分支機構,主要也是研發人員。“精益求精,止於至善”——大疆在自己的發展壯大過程中,從來不去搞關系,不去追風口,不去追資本,不去炒概念,不去賺快錢。甚至連上市的念頭都沒有。它不屑追求那種千篇一律的所謂成功,而是選擇了一條最難走的路,那就是一門心思研發和制造打動人心的產品。
大疆無人機產品的迭代速度快得驚人,一直使追趕者氣喘吁吁,望塵莫及。
大疆人平均年齡不到二十七歲,他們是早晨八九點鐘的太陽。“對年輕人一味地限制和訓導一定是錯的。”大疆沒有非常嚴格的職級制約,能解決問題的人可以迅速獲得資源支持。幾年前,一位還在大疆實習的年輕人,想出了能讓無人機腳架折疊的設計方案,解決了無人機在航拍過程中三百六十度拍攝,而不會被腳架阻擋的問題。——多好的創意啊!
大疆立馬在組織上和資金上給予支持——一百多人的團隊由這個實習生領導,並投入一千多萬元資金,使其設計方案成為現實的可以折疊的無人機產品。研發跟著“問題導向”走,后來,折疊無人機又發展成了變形無人機,接著,航拍一體無人機也面世了。
大疆的可貴,在於隻要你有了翅膀,就會給你提供翱翔的天空。大疆的可貴,在於它的想象力的無疆,對研發創新,不惜血本。
我在大疆採訪時,得到消息:三年內,位於深圳西麗的大疆總部新大樓——“天空之城”將拔地而起,橫空出世。
“天空之城”,好名字!
隨著智能時代的到來,誰掌握了天空,誰就掌握了未來。
我抵達深圳的次日,深圳發生了一件具有新時代意味的新聞:無人駕駛公交車上路運行。這是一種高度智能化的公交車,車上配有激光雷達、毫米波雷達等智能設備,能辨識紅黃綠信號燈,能感知周圍情況,並對突發狀況作出反應。雖然無人駕駛,但此車能夠從容減速避讓,緊急停車,障礙物繞行,變道,自動按站點停靠等。總之,比有人駕駛車還規矩,可靠,安全。嘖嘖,無人駕駛勝過有人駕駛。
四十年前,深圳還僅僅是個小漁村。十幾條漁船,十幾張漁網。空氣中日日彌漫著海腥味。那些搖櫓的漁民,怎麼也沒有想到,他們晒漁網晒魚干的地方,會以最快的速度生長出一座城市,而這座城市又用科技和智慧創造出了一個又一個的傳奇。
當年,“時間就是金錢,效率就是生命”——這句中國人熟悉的標語最早出現在深圳街頭的時候,曾引起軒然大波。但是,深圳人不爭論,而是埋頭做事,埋頭創新,用“叫得響,數得著”的成果來詮釋這句話的深刻內涵。太陽,每天都是新的。四十年,深圳創新的腳步從未停歇。繼互聯網和智能手機出現之后,人工智能、基因工程、納米技術、無人駕駛等各類技術也在深圳大放異彩,氣象萬千。——為什麼是深圳?
不馳於空想,不騖於虛聲。——或許,這就是深圳的魅力所在吧。不得不承認,此次深圳之行和對無人機的採訪,我的固有的觀念和思維,常識與經驗,以及規則與邏輯,都被改變了。
在此,我要向那些造出強國利器和智能美物的人們致敬!正是他們的智慧和創造,改變了世界對中國的看法。正是他們的智慧和創造,讓我們這個民族,在面對世界時有了足夠的底氣和自信。
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