到底是遙控飛機還是無人機?從演進歷史說分明

作者 | 發布日期 2016 年 08 月 10 日 7:16 | 分類 尖端科技 , 機器人 , 無人機 follow us in feedly
下載自路透
A drone, flown by Michael Perry, Director of Strategic Partnerships of DJI, is seen in front of the moon in Shenzhen, China December 18, 2015, two days before the opening of DJI's first flagship store. Chinese drone developers are racking up an impressive list of aerial solutions for a growing variety of demands, from police surveillance to agricultural mapping and traffic management. Already well established as a world leader in drone manufacturing, China is slowly emerging as a world-class innovator, not just a duplicator of foreign designs.   REUTERS/Bobby Yip      TPX IMAGES OF THE DAY      - RTX1Z8UL

有人說,大疆、零度那些空拍機不是無人機,只是航空模型、只是四軸飛行器;也有人說,只有像美國軍方飛去執行轟炸任務的那種,才是無人機,其餘都只是玩具。消費級空拍機,是否有資格冠以「無人機」一名,一直讓模型玩家和科技玩家爭論不休。



無人機的官方定義

然而,像大疆這種空拍機真的是「無人機」。先不要吐槽。這不是我說的,而是美國 FAA 說的。

所謂「無人機」,在美國聯邦航空總署(Federal Aviation Administration,FAA)裡的正式名稱為 Unmanned Aerial Vehicle(UAV)、或 Unmanned Aircraft System(UAS),即無人飛行載具、或稱無人飛行器系統。

根據 FAA 在剛剛出爐的「小型無人機操作和認證規則」(Operation and Certification of Small Unmanned Aircraft Systems)裡,無人機(Unmanned Aircraft)的定義是:

一種不需要人類從內裡直接介入的飛行器……這種操作包括現代飛行器、綁住了的氣球、風箏、業餘級火箭、以及無人而自由的氣球。

簡單來說,在美國 FAA 眼中,無論你是大飛機、小飛機甚至是個小氣球也好,都有資格成為成時代先驅的無人機──只要它不需要直接介入,就能操作。

所以,你千萬不要在白宮附近飛完小飛機後被抓,然後辯稱:「這是遙控飛機,不是無人機!」

愛范兒配圖

可能你仍然會認為:「空拍機哪有自主飛行能力?大家不也是拿個遙控器來飛飛飛?」然而,在 FAA  的多項文件裡,仍然明確寫了大疆 Phantom 系列的空拍機是「無人機」(上圖)。

 

無人機的前世今生

為什麼 FAA 那麼死心眼,硬是把空拍機這種航模當成先進的無人機?如果我們回顧無人機的歷史,就會有個驚人的發現:

無人機,根本就是遙控飛機。

眾所周知,無人機最初源自第一、二次世界大戰的軍事科技。最初,由於電子技術還未完善,無人機不能進行太複雜的任務,只能用當練習用的靶機。但在二次大戰後,美國開始大量使用無人機做為偵察機,以極高速度來迴避難以進行空戰的難題。

後來,在電子技術不斷發展下,美國在 21 世紀初參與的中東戰爭,開始大量讓無人機執行攻擊任務,例如下圖的掠食者(Raptor),就是美軍目前主力的軍用無人機。

愛范兒配圖

打仗就打仗啦,為什麼軍方大玩小飛機?

最大原因是軍方要讓「人類」毋須直接進入戰場,減低空軍的傷亡率、也能讓操控者更冷靜的進行極危險的任務,所以軍方需要遠距離遙控無人機進入戰場。

但到目前為止,美國所大量使用的無人機在執行攻擊任務時,仍然需要有真正的空軍機師操作,最大分別只是不需要親身上戰場而已。所以說最初的無人機是遙控飛機,也不以為過。曾執行無人機攻擊任務的機師在接受衛報訪問時表示

很大程度上是像玩電腦遊戲。

當然,遙控飛機,不等於遙控模型飛機;但就算是軍用無人機,操作起來也很像玩具。

 

當無人機不再是遙控飛機?

隨著電子技術的不斷進步,未來「遙控飛機」式的軍用無人機,開始有被全新的自動化無人機取代的趨勢。

以英國的雷神無人機(BAE Systems Taranis)為例,它就加入了全自動模式,只要預先設定任務,無人機在大部分時間下都不需要人類遙控操作,自動升降、自動導航,進行偵察任務。對,那很像今天空拍機的「Way Point」、「Flight Plan」之類的自動飛行計畫吧。

而最新的軍用無人機研發計畫,已經進入「神經元」世代,「神經元」無人機(nEUROn)概念(下圖),把無人機的「無人」二字,推到更高的高峰。它是一種可以毋須任何人類指令下,透過人工智慧完成獨立飛行任務,更能在複雜飛行環境中進行自我校正。

愛范兒配圖

大家應該覺得「神經元」無人機的設計,有點像空拍機的自穩系統、自動避障系統,能在強風中或是遇到障礙時穩定機身、障開障礙;也有點像無人機的的自動回航(Return to home,RTH)系統,當系統偵測到無線信號中斷、或是電量不足時,就會自動回到起飛點;而且這些功能,甚至像是今天 Google 或特斯拉在力推的無人駕駛汽車呢!

儘管這些新一代無人機仍然是概念階段,但它們的核心技術,就是「自動化」。

但為什麼我們會覺得空拍機是航空模型、是玩具?因為我們仍然要拿著遙控器來操作。所以,在很多人心裡,空拍機不是「無人機」。但實際上,目前的軍用無人機也沒有我們想像中的那麼「自動化」。

 

穿上航空模型外衣的機器人

雖然空拍機仍然有個遙控器,這並不代表自動化技術與空拍機無關。

事實上,一般航空模型掉了遙控就會很容易失控,至少它在外力介入下是不能穩定的。不過,現代的空拍機即使沒有遙控,也一樣能夠飛行,下圖是 Parrot 的無人機的飛行表演,難道這又是十多人拿著遙控器操作嗎?

愛范兒配圖

事實上,空拍機的遙控器其實不是「遙控器」。你用遙控器不是用來操作,而是用來精確下指令而已──因為在遙控器的背後,空拍機一直都是自已在操作。

當然,空拍機不是 100% 的無人操作,而是若干程度上的自動化操作;它更像先前提過的「駕駛輔助技術」(Driver-assistance technologies),而非「無人駕駛」(Autonomous Driving)。空拍機即使在強風下或被人推動,空拍機仍然會回到同一點。這張來自友媒的這張圖片(下圖),大家怎麼看呢?

愛范兒配圖

之前網路上相當火紅,也被各方報導過的 DARPA 資金支持的黑科技機器狗(下圖),大家應該還記得吧。

愛范兒配圖

當然,兩者的科技含量有點不同:機器狗需要處理更多的關節活動,算法更為複雜;但儘管是技術水準不同,但兩者其實都是同一概念:它們的核心技術,都是「自動化」的機器人。換句話說:

  • 機器人加 4 條腿,就是機器狗;
  • 機器人加個輪子,就是平衡車;
  • 機器人加個航空模型,就是無人機;
  • 機器人加個汽車,就是無人駕駛汽車。

無人機是 Drone

誠然,雖然無人機的正式英文名叫 Unmanned Aircraft,但科技界很少使用這個名詞,更多的稱呼無人機為「Drone」。

Drone,在空拍機流行之前,我們叫它「機器人」。在漫威電影《鋼鐵人2》最後一段,與鋼鐵人惡鬥的機器人軍團(見上面影片),其名字就是 Hammer Drones(漢默原型機)。而無人機被稱為 Drone,就是因為它的骨子裡就是機械人。

在美國的「機器人商業評論」(Robotics Business Review)評選全球機械人公司 50 強(RBR50)
,排在第一位的就是大疆在美國的最大對手 3D Robotics(下圖),而大疆做為一家無人機公司,自己也在眾多美國機器人公司之中,站穩在前列的 17 名。

所以到了今天,Drone 變成了無人機的另一別名。

愛范兒配圖

而且不少無人機、空拍機團隊,也與機器人有著各種淵源。

例如大疆創辦人汪滔,他在香港科技大學念書時,念的不是無線電或航太動力學,而是師從機器人權威李澤湘教授,學習機器人技術;而且,近年大疆贊助大學生機器人大賽(RoboMasters),不難想像地也是想從中挖出一些有潛質的機械人人才。除此之外,2015 年注資北京零度智控,大舉進軍空拍機和自拍機的雷柏科技(Rapoo),本身也在研發機器人。

也由於無人機背後的「機器人」特質,才能讓無人機有了更多航空模型做不到的功能,例如最近加入的「電腦視覺」,就能讓無人機進行大量的智慧操作,例如自動避障、視覺追蹤、手勢辨識等。

 

航空模型與機器人的結晶

簡言之,空拍機不是航空模型,或者應該說:空拍機「不光是」航空模型,而是航空模型與機器人的結晶。

  • 有了航空模型技術,機器人才能飛上天上;
  • 有了機器人技術,航空模型才能像開了掛一樣,做出很多我們想像之外的新功能。

或者,你仍然會堅持空拍機之類的東西只是個玩具,仍然看不起它,但大家也不要忘記,當年有人這樣調侃 iPhone 4:

大空總署用這等級的計算能力,把太空人發射上月球,而 iPhone 4 用更強的計算能力,發射憤怒鳥去砸綠色小豬。

科技日新月異,就算是玩具也好,裡面的科技含量也可能遠超過我們的想像。

(本文由 愛范兒 授權轉載;首圖來源:達志影像) 

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