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无人机的未来发展

无人机已经成为军队、爱好者和急救人员的常用技术，超过十年来，无人机的种类和功能激增。如今，无人机不再仅限于电池寿命不足的小型四轴飞行器，而是正协助搜索和救援工作、改变乌克兰和加沙的战争局面，并运送时间敏感的医疗物资。而且，数十亿美元的资金正在投入到构建下一代完全自主系统中。这些发展引发了许多问题：无人机是否足够安全，可以在密集的社区和城市中飞行？警方在活动或抗议期间飞越无人机是否侵犯了人们的隐私？谁来决定在战争区域里无人机自治的可接受水平？这些问题不再只是理论上的。无人机技术和传感器的进步、价格的下降以及法规的放宽使无人机变得比以往任何时候都更便宜、更快且功能更强大。让我们来看一下未来无人机技术发展的四大变化。警用无人机队根据Atlas of Surveillance的追踪报告，目前超过1,500家美国警察局拥有无人机项目。经过培训的警察飞行员使用无人机进行搜索和救援行动、监控事件和人群等。亚利桑那州斯科茨代尔的警察局成功地使用了一架无人机定位了一名失踪的患有痴呆症的老人，斯科茨代尔警察局的助理局长Rich Slavin说。他说，目前该局对无人机的使用虽然有限但有效，但其飞行员常常受到美国联邦航空管理局（FAA）“目视距离”规则的限制。该规则规定飞行员必须始终能看到他们的无人机，这严重限制了无人机的飞行范围。很快，这一情况将会改变。未来几个月里，斯科茨代尔警察将在该市某处的屋顶安装一架新型的可自主起飞、飞行和着陆的警用无人机。Slavin表示，该部门正寻求FAA的豁免，以便能够让无人机超越目视距离飞行。（自2019年首次颁发以来，数百家警察部门已经获得了FAA豁免。）该无人机最高可飞行时速57英里，能够执行距离其停靠站三英里的任务，警方表示它将用于跟踪嫌疑人及其它相关用途，或为等待增援的交通站警官提供视觉信息。 “FAA在这方面采取了更为先进的措施，”Slavin说。这可能意味着全国各地看到（并听到）警用无人机在头顶飞行的景象将变得更加普遍。斯科茨代尔警察局表示，他们将从Aerodome公司购买的无人机将启动无人机即第一反应者计划，并将在其新的“实时犯罪中心”中发挥作用。这类中心在美国警务中越来越常见，允许城市连接摄像头、车牌识别器、无人机和其他监控方法，实时跟踪情况。中心的兴起及其对无人机的依赖招致了隐私倡导者的批评，他们认为这些中心进行大量监控，而对如何使用或分享来自无人机和其他来源的录像缺乏透明度。 2019年，加利福尼亚州丘拉维斯塔警察局是首个获得FAA超目视距离飞行豁免的机构。该项目引起了社区成员的批评，他们声称该局对所收集录像及其使用方式并不透明。美国公民自由联盟（ACLU）言论、隐私和科技项目的高级政策分析师Jay Stanley表示，这些豁免加剧了已经存在的与无人机相关的隐私问题。如果FAA继续授予这些豁免，警察局将能够比以往更多地使用无人机覆盖城市区域，而法律环境对于这是否构成隐私侵犯仍然模糊不清。 “如果这种技术的不同应用累计起来，我们将会进入一个从你走出前门的那一刻起，你就会感觉受到来自空中的执法监控的世界，”他说。“它可能有一些真实的利益，但也亟需强有力的制衡机制。” 斯科茨代尔警察局表示，无人机可以用于多种情景，例如应对正进行的入室盗窃或跟踪涉嫌绑架的司机。但真正的益处，Slavin说，将来自于与其他现有技术的结合，如自动车牌识别器和分布在城市各地的数百个摄像头。“它可以非常迅速地到达现场，”他说。“它能提供实时情报，帮助我们更快更聪明地响应。” 虽然警察局在这些情况下可能确实受益于无人机，Stanley说，ACLU发现许多警察局将它们部署在更普通的案件中，如报告一个孩子向车库扔球或某地区有“可疑人员”。 “这引发了关于这些项目是否只是另一种方式，使得脆弱社区被过度警察执法和受到零敲碎打罚款的问题，”他说。无人机快递，再次来袭或许没有哪项无人机技术像家庭快递那样被过度炒作。多年来，科技公司一直在展示无人机在你下单后的几个小时内就能把包裹送到你家门口的未来景象。但除了小规模的试点项目外，他们从未能在美国扩大规模，这主要还是受到FAA目视距离规则的限制。但今年，监管变化即将到来。与警察局一样，亚马逊的Prime Air计划此前也被限制在飞行员目视距离内飞行。这是因为无人机飞行员没有雷达、空中交通管制员或其他商业飞行依赖的监控空域和保障安全的系统。为此，亚马逊花了数年时间开发了一套车载系统，能够让其无人机检测到附近物体并避开碰撞。公司表示，他们在演示中向FAA展示了其无人机可以安全地与直升机、飞机和热气球在同一空域飞行。今年5月，亚马逊宣布FAA已授予公司豁免并允许其在德克萨斯州扩大业务，距Prime Air项目启动已有十多年。7月，FAA又扫清了一个障碍，允许两家公司——Zipline和谷歌的Wing Aviation——同时在同一空域飞行，无需视觉观察员。尽管这意味着你通过无人机接收包裹的几率略有增加，但更引人注目的是医疗快递。密苏里大学圣路易斯分校供应链副教授Shakiba Enayati多年来一直研究无人机如何进行疫苗、抗蛇毒、器官和血液的最后一公里配送。她说研究发现，无人机在将医疗物资送到欠服务地区方面带来了革命性变化，如果FAA延长这些监管改变，将产生真正的影响。这是特别针对器官移植的步骤而言的，她说。在器官传输给接受者之前，必须进行一系列血液测试，以确保接受者能够接受，这需要时间，尤其是用汽车甚至直升机运输时。“在这些情况下，时间非常紧迫，”Enayati说。如果能够规模化地使用无人机，将是一个显著的改进。 “如果技术支持器官交付的需求，将在这个重要领域带来巨大变化，”她说。这个发展可能会比用无人机实际运送器官更快实现，后者要求在非常严格的条件下运输，以保全器官。国内化无人机供应链去年12月签署成为法律的《美国安全无人机法》禁止联邦机构从被视为对美国国家安全构成威胁的国家（如俄罗斯和中国）购置无人机。这非常重要。中国在制造无人机及其零部件方面是无可争议的领导者，在美国，超过90%的执法无人机都是由深圳的DJI制造的，乌克兰战争中双方使用的许多无人机也都是中国产的。《美国安全无人机法》是减少对中国依赖努力的一部分。（与此同时，中国正在加强对具有军事用途的无人机出口限制。）作为该法律的一部分，美国国防部的国防创新单位创建了“蓝色无人机清单”，这是一个经过评估和批准购买的无人机及其部件列表。该列表适用于包括联邦拨款项目在内的联邦机构，通常意味着州警部门或其他非联邦机构。由于美国预计将在无人机上投资巨额资金——仅国防部的Replicator计划就 earmarked 10亿美元，所以进入“蓝色清单”意义重大。这意味着这些联邦机构可以大额采购时没有多少繁文缛节。总部位于美国的无人机零部件制造商Unusual Machine的CEO Allan Evans表示，该清单已经引发了一些无人机公司急于符合美国标准。他的公司制造一种第一人称视角飞行控制器，他希望其成为第一个获得“蓝色清单”批准的同类产品。《美国安全无人机法》不太可能影响私人购买的无人机，这些无人机用于摄像、无人机竞速或爱好者，这些无人机在绝大多数情况下仍将由DJI这样的中国公司制造。这意味着任何美国无人机公司至少在短期内将只能通过为国防市场服务生存。 “基本上，任何不愿意在国防业务中有附带参与的美国公司都将失败，”Evans说。未来几个月将显示法律的真实影响：由于美国财政年度在9月结束，Evans表示，他预计未来一个月内会看到大量机构使用其必须花掉的资金购买美国制造的无人机和无人机零部件。“这将表明市场是否真实存在，有多少资金实际上被投入其中，”他说。乌克兰的自主武器乌克兰的无人机战争主要是消耗战。自战争开始以来，无人机已经被广泛用于评估破坏情况、寻找和跟踪目标或投掷武器，但平均而言这些四轴飞行器在被击落或被GPS干扰致不可导航之前只能飞行三次。因此，乌克兰和俄罗斯都将重点放在积累大量无人机上的优先权，因为他们预计在战斗中不会长久使用。现在，他们必须重新考虑这一方法。根据UK-Ukraine Tech Exchange的创始人Andriy Dovbenko的说法，这是一家帮助乌克兰战争努力和重建的初创公司筹集资金的非营利组织。他在与乌克兰无人机制造商合作时，看到技术需求从大量的简单商用无人机转变为对能够在GPS被干扰环境中自主导航的无人机的迫切需求。据Dovbenko称，前线70%的地区遭受了干扰，因此乌克兰和俄罗斯的无人机投资现在都集中在自主系统上。这并不是一个小成就。无人机飞行员通常依赖于无人机的视频反馈和GPS技术，而在干扰环境中这些都不可用。取而代之的是，自主无人机使用各种类型的传感器如LiDAR进行导航，尽管在雾或其他恶劣天气条件下这可能会变得困难。自主无人机是一种新的、快速变化的技术，美国公司如Shield AI仍在进行测试。乌克兰不断演变的战争提高了部署可负担和可靠的自主无人机的压力和紧迫性。向自主武器过渡也提出了许多严重但仍未完全回答的问题，即在决策过程中究竟应该将人类排除在外多少。随着战争的继续和更强大武器需求的增加，乌克兰可能会成为测试这道道德红线的试验场。然而Dovbenko说，在持续战争中停下来寻找这条线是不可能的。 “对于杀伤性机器你能赋予多少自主权，这是一个道德问题，”Dovbenko说。“在乌克兰目前没有人在问这个问题，因为这更多的是生存问题。”