世界无人机大会:无人机,飞向智慧新未来!

来源:河北日报

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2020-11-09 09:45

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眼下,我国无人机发展正处于转型加速的“黄金期”。

    【酷飞网 51kufei.com】 

  


  9月13日,在第四届世界无人机大会现场拍摄的一款最大载重240kg的纵列式双旋翼无人机。新华社发


  植保无人机、警用无人机、物流无人机、消防无人机等应有尽有。9月13日,以“点亮智慧新未来”为主题的2020第四届世界无人机大会暨第五届深圳国际无人机展在深圳开幕。


  现场,由哈工大实验室自主研发的大型仿生扑翼无人机以凤凰造型展翅欲飞,这种仿生扑翼机具有翼展大、续航能力强、信号强等特点;大型垂直起降智能飞行器V400信天翁全球首发;无人机足球赛正激烈角逐;各色各样型号外观的特种装备无人机吸引市民驻足拍照……在室内展区,未来感和科技感十足的无人机,出尽风头,带给人们应用无处不在的惊喜。据预测,到2023年无人机行业市场规模有望超过千亿元,年复合增速超过60%。


  仿生无人机研发热潮不断


  眼下,我国无人机发展正处于转型加速的“黄金期”。


  在这一时期,各种航拍、植保、测绘、巡检应用无疑是无人机布局的焦点,但与此同时,为了进一步拓宽无人机商用的可能性,研发者们也在积极探索各种新的无人机技术。


  依托仿生技术诞生的仿生无人机,近来正逐渐成为行业发展的一个重要方向。


  “所谓‘仿生无人机’,就是借鉴模仿自然生物的飞行方式和控制体系,再结合各种材料、力学等技术而研制的无人机。”河北省电子政务学会、河北省智慧城市联合会、河北省无人机行业协会联合党支部书记董振国说,在此次无人机大会上,哈工大自主研发的仿生扑翼飞行机器人“凤凰”就是仿生无人机应用的最佳诠释。


  与固定翼、旋翼无人机相比,“凤凰”的运动原理有很大不同。


  据介绍,它完全模仿大型鸟类的飞行方式,依靠扑动翅膀产生推力和升力,通过尾部控制方向、实现转弯,其中包含空气动力学、飞行力学、仿生学、材料学、电气和控制理论等多门学科的融合创新成果。在相同的机体重量和能源容量条件下,它可飞行更长时间,最长可达一个小时。因而它在抗风能力、带载能力、巡航能力等方面均有优势,市场前景广阔,军用领域有军事侦察、反恐防暴;民用领域有环境探测、灾害救援、机场驱鸟等。


  此外,展会上,一飞智控(天津)科技有限公司发布了新一代集群表演无人机“敏捷蜂Ⅱ型”。未来几年,该公司还将围绕无人机集群控制技术和智能化做更深入的探索。


  “简单来说,无人机智能集群就是无人机群在人工智能的控制下,可以自主完成很多任务。”董振国介绍。


  “集群智能”技术的灵感源于蚁群、蜂群等自然界中的集群生物,这类型的生物单体都很弱小,但却有着非常强大的群体协作能力,能够完成诸如蜂巢、蚁穴等非常精巧复杂的“工程”。“现在的无人机集群智能技术就是模拟了蜜蜂和蚂蚁之间的沟通协作方式,并且以此来增强无人机群的整体作战能力。”董振国说,通过对昆虫间智能集群行为的探索逐渐涌现了诸多智能集群算法,多个无人机通过彼此的感知交互、信息传递、协同工作在险恶的环境下可以低成本完成多样性的复杂任务。


  “仿生无人机的未来商用价值和空间确实非常大。”但也有专家表示,要实现其商用落地和普及,却也并不容易。因为当前其应用面临着两方面的难题。


  其一是技术上。由于仿生无人机研发需要跨学科协作,需要在动力、飞行方式、功能材料等方面不断探索和创新,同时还要考虑实际应用中的噪音等问题,因此在研发技术上存在不小困难。


  其二是成本上。不管是技术还是材料,都需要高昂的资金投入,这导致仿生机器人研发出来后价格不菲,而过于昂贵的价格让一般企业很难进行量产。以仿生机器狗spot为例,其价格基本相当于一辆豪车,过高的价格让它们更多成为展示观赏的摆件,离实际落地商用之路甚远。


  董振国表示,未来仿生无人机要想从实验室走进市场,还需要革新技术、材料和控制方式,让无人机既接近生物性能,又满足复杂场景应用,同时降低能耗、增加效率、减少成本。


  “空中出租车”距我们还有多远


  新冠肺炎疫情发生以来,少接触、不聚集成为很多人的生活常态。在此背景下,很多人采购生活物资的渠道也从线下转移到线上,这在一定程度上增加了快递配送需求。为了尽可能减少人与人之间的接触,不少物流、电商企业纷纷采用零接触的“无人配送”服务方案,表现格外亮眼。


  “其实,这些‘无人配送’的应用场景,并不是新鲜事物。”董振国举例,比如,近几年随着无人技术的发展和应用,在一些城市出现了无人配送车、智能送餐机器人的身影。


  低速载物的“无人配送”,补充了运力,提高了配送效率。面向未来,除了载物,研发出能够载人的无人飞行器,实际上也是诸多行业公司在探索的方向。


  来自上海金山华东无人机基地的上海峰飞航空科技有限公司,在展会上进行了400公斤级大型垂直起降智能飞行器——V400信天翁的全球首发。据称,该公司的战略是以大型智能物流飞行器+“空中出租车”自动驾驶载人飞行器为主要产品布局,构建空中物流运营系统和空中立体出行方式。


  据公司负责人介绍,V400信天翁问世后,将主要用于快递物流、紧急物资运输、医疗救援以及消防应急等场景,特别是在山区和海岛运输场景中,可节省大量时间,效率优势明显。比如从上海金山到舟山的东极岛,以往汽车+轮船方式全程300公里,路上需要5个半小时。如果采用V400信天翁担任“物流快递员”,直线距离缩短到140公里,只需1小时就能送达。如若是从四川雅安运输物资到西部山区的理塘县,传统的汽车+轮船全程430公里,需要长途跋涉10个小时,信天翁出场后,直线飞行距离250公里,仅需1小时45分钟就能完成任务。


  但该负责人也指出,载人这个目标实现时间会比较长,所以该公司考虑先载货、再载人。载人是未来最大的市场,该公司今年会推进载人飞行器的首飞。


  “中国目前研发的电池能量密度更高,在产业链环节方面也有优势,因此可以加快‘空中出租车’在国内的推进。当然核心还是人才,包括飞行器设计、算法相关的人才加入。”有业内人士表示。


  无人机大有可为


  无人机的3D建模为城市安全带来了真正的便捷。


  “在应急救援、消防、自然灾害或者是特大的事故面前,无人机的3D建模就显得非常重要。特别是在重大的消防事件中,无人机展示的可能更为直接。”深圳市无人机行业协会会长、全国无人机协会合作互助联盟理事长杨金才举例,比如高楼大厦之间,道路非常窄,消防车进出比较难,如果一时拿不出建筑的消防图纸,只要利用无人机围着大楼飞一圈,大厦的立体图就会一览无余,消防时很容易知道哪一层发生了什么事情,进而立刻做出处置方案。


  杨金才以石家庄市灵寿县为例,他表示,只需要半个小时或十五分钟的时间,用两台无人机就能把城市面貌以及三维立体图绘画出来。


  此外,无人机也让农业“飞”了起来。


  在中国农业大学曲周实验站甜叶菊种植基地,科研团队利用无人机高光谱成像技术对15个甜叶菊品种和5种不同有机肥处理的甜叶菊进行田间遥感监测,建立了相关物质含量分析模型。据介绍,中国农业大学参与了曲周农业绿色发展先行区甜叶菊项目,使用无人机高光谱成像技术能够实时快速获取田间数据。


  “无人机在农业、工业、特种作业等方面都发挥着不可替代的作用。可以预测,未来十年,无人机可能会成为继汽车、手机之后一大通用工具。”董振国说,那个时候,无人机将越来越多地走进人们生活,成为每个人生活中不可或缺的一部分。


  随着5G商用时代来临,无人机全新的应用场景也逐渐显现。


  例如,北京世园会上,中国电信5G体验馆就为游客直接体验5G与无人机的“跨界合作”提供了机会。馆内,戴上VR眼镜,跟随5G无人机拍摄的高清画面,世园会园区永宁阁、中国馆等主要建筑和绚丽多姿的百草群芳,生动地呈现在游客眼前,犹如乘着无人机在空中飞翔盘旋。


  除了视频娱乐外,5G无人机还能帮警察“抓小偷”。2019年,深圳市宝安塘头派出所与中国电信合作,启动全国首个“5G+无人机科技警务”示范应用。警用摩托车装配上更智能的5G设备、警用无人机在空中自动巡逻,警务人员也佩戴上了更先进的AR眼镜。地空兼顾、点面俱全的巡逻力度,让犯罪分子无所遁形。


  中国电信相关负责人介绍:“搭载5G技术的警用无人机可在自动巡检监控中,实现4K画质的图像传输,便于警务人员识别犯罪嫌疑人特征;无人机可在制高点观测整个事件,对目标进行全面全程跟踪及拍摄;根据不同案件和事件,无人机可在不同角度、不同距离和不同光线条件下作业,准确传递现场信息。”


  “无人机的应用场景随着今后信息技术、物联网技术的越发强大,将更为广阔。”但董振国也表示,目前市场上无人机应用领域的人才十分紧缺。


  可喜的是,今后这一局面或许会得到有效改善。越来越多的学校开设了无人机方面的课程。河北机电职业技术学院电气工程系主任谢青海说,他们在2017年开设了无人机应用技术专业,目前除了培养无人机“飞手”外,还在无人机维护等方面对学生进行培养。(河北日报记者王璐丹)


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