胡佳茵
无人机是利用无线遥控和程序控制的不载人飞机,它涉及传感器技术、通信技术、信息处理技术、智能控制技术以及航空动力推进技术等。无人机价值在于形成空中平台,结合其他部件扩展应用,替代传统人工作业。
目前,无人机已经在诸多民用领域显现出“无人机+行业应用”的蓬勃发展势头,如农林植保、电力及石油管线巡查、应急通信、气象监视、农林作业、海洋水文监测、矿产勘探等领域的应用前景较好,在灾害评估、生化探测、污染采样、遥感测绘、缉毒缉私、边境巡逻、治安反恐、野生动物保护等领域也广泛应用。
据中国产业信息网预测,2020年全球民用无人机市场规模预计可到259亿美元,年均复合增长率为42%。据互联网数据中心(IDC)发布的数据,2019年全球民用无人机销量预计达393万架,其中,消费级约为300万余架,年均复合增长率为60%;工业级约为93万架,年均复合增长率为45%。据前瞻网数据统计,目前工业级无人机细分领域中,政府采购占比45%、消防占比25%、农林牧渔占比13%、能源勘探占比10%、地质勘测占比6%、商业广播及其他占比1%。
新冠肺炎病毒具有传染力强、致病率高的特点,严防“人传人”是防疫的关键。无人机凭借独有优势成为隔离、预防、控制新冠病毒乃至救治患者、消灭病毒的有效工具。在这一背景下,不少无人机制造商或无人机相关领域的公司逐步探索无人机的应用实践,将无人机的潜在市场挖掘出来,创造出了诸多新的应用场景和应用模式。
(一)无人机上搭载医疗设备实现无人快速疫情防控
1. 高效防疫宣传
防疫人员利用无人机执行空中巡逻任务,并内置程序控制播放警音,加配高空喊话器和专用手持智能控制器,使信息精准传达。如Acecore技术公司成功开发出新型应急响应无人机,该无人机基于Acecore公司便携式、可折叠的四轴无人机Zoe开发而成,运营商可以使用该型无人机的扬声器直接与人群实现即时交流。
2. 快速病毒消杀
无人机装置消毒系统,利用内部的喷射系统将消毒气体快速喷出,提高消毒的覆盖面和均匀性,能无死角地杀灭空气中的新型冠状病毒、致病细菌等传染源,有效降低人工作业过程中可能产生的交叉感染风险。
西班牙AeronáuticaSDL公司和GrupoRías公司联合开发了一种通过发射紫外线对物体表面进行消毒的微型无人机,利用C波段紫外线有效杀灭病毒,用于公共场所消毒。这种微型无人机续航时间约15分钟,基本能满足大众的消毒需求。SmartCone技术公司和Clarion Drone Academy采用先进的室内无人机消毒技术,对园区、办公楼等场所进行全方位的清洁和消毒。美国科技公司Digital Aerolus推出了一款利用紫外线进行消毒的无人机,配备了36个可发出紫外线的发光二极管,目前已经对一所幼儿园进行了消毒。
3. 远程体温测量
无人机配备红外线热成像镜头,可实现远程测量居民体温,避免因接触而引发感染。南澳大利亚大学(UniSA)与加拿大Draganfly公司开展合作,开发用于全球性流行病的专业型“无人机”。
该型无人机配备一个专业型传感器和计算机视觉系统,可以监测体温、心率和呼吸频率;在沙特阿拉伯卡西姆地区和麦地那市,为抑制新冠病毒传播,公共场所利用高科技热力无人机监测民众体温。
(二)利用无人机实现无人员接触的医疗物资快速运输
在物资供应过程中,减少人与人之间的接触是防止疫情进一步扩大的关键,这就为物资投送工作增加了难度。
1. 医疗物资运输
使用无人机运输药品、消毒液、口罩等医疗物资能够减少接触,缩短投送时间,甚至可以为偏远的居民点提供服务,这对医疗极为重要。中国迅蚁网络科技有限公司(Antwork Robotics)完成了向数公里外投送测试样本和药品的任务,是这一领域的范例。对于使用地面交通工具需要20分钟的投送任务,空中投送只需要6分钟。英国Snowdonia航空航天公司与SwiftFlight航空电子公司、曼彻斯特大学,以及威尔士救护车服务公司共同完成了一次飞行演示,旨在用无人机将医疗物资运送至偏远的乡村地区;瑞典Everdrone公司推出无人机运送自动体外除颤器服务,保障病人在等待专业医护人员达到的同时能够得到紧急救护;Dive Delivery公司已获得FAA批准,向加州的部分居民区运送口罩和其他防疫必要物资;UPS Flight Forward公司推出无人机递送服务,能够配送有时效性要求的药物。
2. 检测样本运送
无人机依靠各种高精度传感器和机器视觉实现全自动航路飞行及精准降落,操作人员只需在远离疫情地区的区域通过飞行控件便可直接对无人机做出飞行指令。
Threod Systems公司和北爱沙尼亚医疗中心(PERH)联合组织完成Threod Systems公司固定翼无人机在希乌马(Hiiumaa)的新冠病毒样本运送测试项目;Zipline公司将来自加纳农村地区的51份新冠测试样本运送至Omenako,之后转送至首都阿克拉进行测试分析;英国与全球疫苗免疫联盟(Gavi)合作成立的“疫苗联盟”支持加纳政府使用Zipline无人机从全国范围内收集新冠病毒测试样本。
随着科学技术的发展,近年来无人机从军事领域拓展到民用领域,尤其是在此次疫情中发挥出的作用,使得无人机更加受到市场热捧。按照国际研究机构BI Intelligence的预测,未来十年全球无人机市场价值约980亿美元,其中,民用无人机市场份额将占整个无人机市场份额的12%,市场价值约120亿美元,无人机将在后疫情时代发挥越来越重要的作用。然而,在无人机市场快速启动的同时,续航能力有限等制约因素也逐渐凸显出来。
(一)综合性能亟需提升
第一,无人机电池续航较短。目前大部分无人机的续航时间都在30分钟左右,若想用无人机投递物资,这无疑影响了投递的距离。第二,在恶劣天气下,无人机的飞行稳定性会受到较大考验,特别是遭遇雷暴天气,其飞行安全性大打折扣。
(二)法律监管有待加强
在新冠疫情防控战中,利用无人机搭载载荷来规避人员接触,提高防控效率,是在战时状态下的应急应用。这一过程仍然存在法律风险,主要表现在:第一,存在“黑飞”问题,扰乱航空管理秩序;第二,干扰军、民航空器的飞行,危害公共安全;第三,无人机拍摄行为会在一定程度上侵犯他人的隱私;第四,无人机意外坠落侵害公民的人身财产权利。
德国商业无人机市场调研机构Drone Industry Insights发布的2019年全球无人机发展报告,其中2019年无人机的投资额达到了历史新高,超过12亿美元。虽然2020年已过半,且正在遭受新冠病毒的冲击,但预计无人机市场仍然会保持增长。
就目前来说,疫情并未远离我们的生活,无人机是科技抗疫的亮点,且使疫情防控中的诸多难题迎刃而解,预计其在接下来的防疫过程中的应用范围将大幅扩大。