随着信息技术尤其是人工智能技术的迅速发展,无人机在多个领域正发挥着越来越重要的作用。在军事领域,作为“平台无人、系统有人、自主运行”的无人机正在改变现代战争的形式;在民用领域,种类繁多且功能强大的无人机产品不断涌现,推动了庞大产业链的发展。
2019年,借助人工智能技术,无人机行业展现出强劲的增长势头,市场创新、标准制定、行业竞争等活动层出不穷,无人机集群自主控制成为研究热点和技术难点。美国、中国等国家纷纷制定了新的无人机发展战略。
数据和人工智能已成为第四次工业革命的重要生产要素,能否掌握大数据和人工智能技术将决定国家未来竞争力。人工智能技术的应用将极大提升无人机的自主能力。
2019年2月11日,美国总统特朗普签署的《美国人工智能倡议》行政令启动了美国人工智能计划。美国在投资研发、资源释放、标准制定、劳动力培养、国际参与等方面采取行动,以保持其在全球人工智能领域的领先地位。同年4月17日,美国空军发布了《美国空军科技战略》,旨在提升空军的科技优势。
2019年1月16日,韩国科学技术信息通信部发布了《数据和人工智能经济发展计划》,旨在将韩国建设成数据和人工智能强国。该计划涵盖了数据价值链的全周期发展、人工智能创新环境的营造以及数据和人工智能的融合发展。
自2017年以来,人工智能连续两年被写入政府工作报告,标志着人工智能已上升为国家战略。《中国新一代人工智能发展报告2019》指出,中国在人工智能领域取得了显著进展,并为未来加速推进人工智能产业发展指明了方向。国务院发布的《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》明确提出,要推动民用飞机产业化,大力发展民用直升机、多用途飞机、特种飞机和工业级无人机。随着监管政策的完善,工业级无人机市场潜力巨大。
由于“低、慢、小”类型的航空器存在探测难、监管难的问题,导致威胁机场、政府要地、军事设施、大型活动场所等重要区域安全的事件频发。因此,各国纷纷加强无人机管控政策。
美国虽然拥有多种反无人机技术,但在广泛应用方面仍面临一些挑战。2019年2月,AirMap公司联合Alphabet展示了InterUSS平台,用于无人机的网络远程身份验证。同年12月,国际标准化组织(ISO)发布了首个无人机标准,这对未来无人机行业的发展具有重要意义。
自伦敦希思罗和盖特威克机场多次发生无人机干扰事件后,英国政府于2019年2月20日规定,在机场5公里范围内禁止无人机飞行。同年11月9日,英国启动了《无人机和模型飞机注册与教育计划》,规定重量在250克至20公斤之间的无人机驾驶员需接受在线教育和注册。
近年来,中国无人机市场快速增长,但相关政策和措施尚不完善。为了强化无人机监管,中国各地陆续出台了相关政策。例如,2019年2月,中国民用航空局发布了《特定类无人机试运行管理规程》,针对特定类无人机的使用进行了管理和试点。同年8月,中国民用机场协会发布了《民用机场无人驾驶航空器系统监测系统通用技术要求》,填补了国内标准空白。同年11月19日,中国民用航空局下发了《轻小型民用无人机飞行动态数据管理规定》的通知。此外,2019年12月5日,工业和信息化部公开征求对《民用无人机地理围栏数据技术规范》等两项强制性国家标准计划项目的反馈意见。
无人机赛事近年来在欧美等国兴起,国际航空联合会已于2016年将其纳入管辖范围。在中国,随着低空空域管理改革的推进、航空运动产业的规范化发展以及建设航空强国的战略目标,无人机赛事也得到了积极发展。
美国国家航空航天局(NASA)致力于为现有和新兴航空运营活动提供便利、经济、安全、高效的国家空域解决方案。2019年8月,NASA推出了自动导航挑战赛,旨在解决国家空域中的无人机安全问题,增强公众对自主化商业无人机运营的信心。
2019年9月28日至29日,韩国无人机冠军赛在果川市成功举行,吸引了全球各地的46名飞手参加。该赛事由韩国果川市政府、KDRA韩国无人机竞速协会和X-FLY无人机竞速联盟联合举办。
2019年10月下旬至11月上旬,日本举行了首届无人机比赛。比赛通过空中运动国际组织和国际航空联合会的认可,采用无人机穿点竞速的方式进行。
2019年6月20日,由中部战区联合参谋部等单位协办的“无形截击-2019”反无人机对抗挑战赛在内蒙古阿拉善左旗拉开帷幕。同年7月,由军事科学院系统工程研究院和中国航天科工集团有限公司联合举办的“畅联智能”无人蜂群联合行动挑战赛在重庆举行,有效推动了无人蜂群技术的军民协同创新及装备发展。
同年8月24日至25日,2019年国际空中机器人大赛(亚太赛区)在昆明举行,吸引了来自全球多所高校的27支队伍参赛。比赛不仅培养了学生的科学精神和团队合作精神,还增强了他们的创新意识和解决实际问题的能力。
随着新材料、新能源、智能制造以及人工智能技术的发展,无人机的功能不断提升,应用前景更加广阔。无人机在长航时、隐身性和垂直起降等方面将成为未来发展的趋势。
众所周知,动力系统是商业无人机的主要瓶颈,传统电池极大地限制了无人机的飞行时间。因此,提高无人机的续航能力成为科学界努力的方向,而燃料电池因其能显著延长飞行时间,成为商用和军用无人机的理想选择。英国Intelligent Energy公司与韩国MetaVista公司联合推出了全球首款使用液态氢作为燃料的MetaVista无人机,实现了10小时50分钟的持续飞行,打破了续航记录。
中国已将氢能发展与燃料电池技术创新提升至国家战略高度,这将进一步推动氢燃料与无人机技术的发展。
近年来,仿生科技发展迅速,特别是在机器人领域,从蜘蛛到鸟类,从章鱼到蟑螂,各种生物为技术进步提供了灵感。2019年3月,耶鲁大学的研究人员通过观察鸟类和蝙蝠的飞行机制,研发出了一款模仿蝙蝠爪子的新无人机,有望在未来制造出飞行速度更快、阻力更小的无人机。
除了延长飞行时间和提高飞行性能外,通过研制新材料或对飞机构型进行特殊设计,也能满足特殊条件下对无人机的需求。