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

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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