美军开发无人机自主航行技术

　　谷歌自动驾驶汽车的基础技术是从DARPA(美国国防部高级研究计划局)的研究项目中诞生的。同样的事情将发生在无人机上。DARPA计划开发无人机航行技术，用于军事任务。

　　针对这种情况，NASA(美国宇航局)已开始开发对有大量无人机飞行的空域进行航空管制的技术。另外，FAA(美国联邦航空管理局)原来对 商用无人机运行持消极态度，如今一改以前的态度，大幅放宽了限制。美国政府一直全力支持无人机技术开发。通过收音机及互联网等媒介可以了解到，美国的军事 技术不久就会向民营企业开放，将被应用于产品和解决方案中。美国的无人机技术将飞速发展。

　　计划使多架无人机自主飞行

　　今年1月，DARPA开始进行让多架无人机自主飞行的研究。该研究项目的目标是实现共同自主飞行(Collaborative Autonomy)。无人机具有高度的自主飞行能力以后，就能与其他无人机一起执行任务(上图)。

　　比如，一名操作员在地面操控多架无人机进行间谍活动和军事攻击。很明显，与现在的操作技术相比，这是一种划时代的新技术。现在的无人机由专 业操作员(负责操控机体) 和传感器控制员(负责操控摄像头等传感器)操控(上图)，由多名分析师负责判断情况。因此存在无法使用多架无人机，无法跟踪动态变化的战况的问题。

　　这个研究项目的名称是“孤立环境协同操作(Collaborative Operations in Denied Environment，CODE)”，将通过改进现有无人机的软件和算法来实现。由无人机实时监控机身的状况和战况，向基地的司令官建议下一步应该采取 什么行动。司令官可以肯定或否定其建议或指示其继续收集数据。

　　通过联合飞行，一名操作员可操控6架以上的无人机。此外，还可以组合不同机型的无人机，共同执行任务。这就是模拟狼群围猎的作战方式。

　　与民营企业合作研究

　　在该研究项目中，DARPA将与选定的企业共同开发。DARPA已公布了项目概要，正在征集参与企业。CODE是以军事为目的的技术开发 项目，将在DARPA的指挥下由民营企业开发。DARPA的很多开发成果已经应用到了民用领域。从这一情况也可以预想到，民营企业会开发以CODE为原型 的民用无人机。

　　这与谷歌自动驾驶汽车的诞生过程非常相似。DARPA为了海湾战争而着手开发自动行驶卡车，目的是在用卡车运输物资过程中，即使受到敌人攻 击也能避免人员伤亡。以竞赛方式开展这项研究的是“无人驾驶机器人挑战赛(DARPA Grand Challenge)”，最终斯坦福大学赛车队(Stanford Racing)获胜。谷歌将该团队连同总负责人Sebastian Thrun一起收归旗下，最终成就了现在的谷歌自动驾驶汽车。CODE还可以解释为“空中的自动驾驶技术”，属于先进无人机自主航行技术的范畴。

　　关于无人机的商业运行，CODE提出了很多思路。比如，做电子商务配送的“Amazon Prime Air”(上图)能在30分钟内送达商品。但是，如果每架无人机都需要一名操作员操控，就很难大规模运用。要配送大量商品，必须有很多无人机，就要实现一 名操作员操控多架无人机。

　　另外，用无人机检查公路及铁路等基础设施时也是如此。需要使用多架无人机来检查数百公里以上的范围。也就是说，无人机要想实现商用，需要高度的自主航行技术和状况判断能力。CODE开发的软件(详情未公布，可能是人工智能)将变得至关重要。

　　NASA开始开发航空管制技术

　　无数智能无人机在距离地面比较近的低空空域飞行的社会很快就要到来。为了迎接无人机社会的到来，NASA已开始开发相关的航空管制技术。在 “Drones, Data X Conference”大会上，NASA自主运行项目“安全自控系统操作项目(Safe Autonomous System Operations Project)”负责人帕里马尔·科帕德卡(Parimal Kopardekar)介绍了无人机管制系统的概要。该系统的名称是“无人机空中交通管理系统(UTM)”，是一个有效利用低空空域(2000英尺、约 610米以下)的研究项目，目前已公布了项目概要和蓝图。美国对无人机飞行的低空空域尚未制定飞行规则，因此是从零开始开发。

　　UTM将成为使用商用无人机的基础设施。采用云基础架构，无人机与网络连接后与系统进行通信。通信方式有很多选择，已开始对使用手机网络的方式进行评估。

　　科帕德卡还介绍了无人机管制机制。UTM会定义无人机可以航行的区域(Geo-Fencing)，并在该区域划设航线，还会向无人机操作员 提供天气信息及大风警报等，因为无人机在大雨中和大风中无法航行。另外，UTM会预测航线上无人机的拥挤情况，并采取相应措施。具体而言，当两架无人机挨 得太近时，系统会采取必要措施，扩大间隔。

　　无人机管制蓝图

　　UTM的开发将分四个阶段(上图)。各模块叫做Build，有Build 1到Build 4。Build 1是航空管制基础功能，能划设上述空域和航线。天气不好时，具有封闭航线等功能，还会配备运行日程管理(操作员提出飞行计划)及无人机运行间隔调整(上 述)等功能。科帕德卡计划今年夏季进行系统演示。

　　Build 4除上述功能外，还配备有无人机监视、处理紧急情况(坠落时的回收计划等)等功能，将于2019年3月进行演示飞行。NASA将与民营企业一起开发 UTM，有意向的团体可以参与到项目中，现在已有100多家企业和大学表示希望加入。在大会上，科帕德卡呼吁企业参与到该项目中来。

　　FAA积极支持无人机商用化

　　FAA的态度发生了转变，开始积极支持无人机商用。今年5月，FAA为了制定无人机商用规则，开始与民营企业共同开展项目。该项目叫做 “Pathfinder”，将与CNN、PrecisionHawk、BNSF Railway三家企业一起验证无人机安全商用方式。CNN将在市区验证使用无人机能否安全拍摄新闻视频。这是操作员看着无人机操控的方式。

　　PrecisionHawk是一家无人机制造企业，以农业为中心从事数据收集和分析业务(上图)。在Pathfinder项目中，该公司将 利用无人机监测农场作物的生长情况。监测时，无人机会离开操作员的视线自主飞行。BNSF Railroad则将在北美第二大铁路货运网络中，利用无人机检查铁路设施。由于铁路设施延伸很广，无人机会离开操作员的视线飞行。FAA将从上述三家企 业开始，验证商用无人机的安全性，并写入正在制定的使用规则中。

　　面向无人机商用，不断完善法律

　　在大会上，FAA监管办公室负责人Jim Williams还介绍了无人机商业运行的法制化。FAA今年年初公布了无人机商业运行草案，并公开征集了意见，共收到4000多条意见。另外，FAA在 美国6个地方设置了无人机试验点，进行试运行。另外，FAA作为例外措施(“Section 333”)，对无人机的商业运行进行逐一审查，允许符合条件的投入商用。

　　Williams表示，民营企业对Section 333的关注度极高，已受理了1000多个申请。这项例外措施从2014年9月开始实施，2015年3月简化审查手续后，获批项目数量猛增。

　　FAA公布的草案规定，操作员必须看着无人机操作。对于在长距离运输等用途中使用无人机，这项条款已成为一大障碍。Williams表 示，FAA正考虑放宽这一条款。他指出由于摄像头等传感器技术不断进步，在确认无人机可以安全航行以后，将废止这一条款。虽然到法令出台还要2年左右的时 间，但FAA对无人机商用的态度确实转变为积极支持。

　　民众要求对无人机商用放宽限制

　　自美国出现无人机坠落在白宫的事件以后，有关安全和隐私的讨论越来越激烈。上个月，纽约发生了有人用无人机向广告牌上喷红颜料的事件(上 图，脸部的横线等)。在此之前，还曾发生过无人机与客机差点相撞以及在国立公园的坠落事故等，无人机成为一大社会问题。在美国，要求对私人使用的无人机加 强管制的声音高涨。

　　另一方面，也有很多人要求对无人机的商用放宽限制。美国国民已经开始认识到美国在无人机产品领域已被中国超越。也有传言称，在加拿大和澳大利亚，无人机业务已成为重要产业。被世界抛弃的危机感在美国不断蔓延。

　　美国国防部及NASA等已开始积极开发无人机技术。由于联邦议会施压及无人机开发企业游说，FAA已开始转向放宽限制。在美国政府承担着无 人机孵化器职能的同时，民营企业正在寻找商用化机会。在美国国民的支持下，无人机技术开发将加速发展。