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    发帖   回复 首页 > 圈子 > 应急技术论坛 > 无人机
    楼主 | 收藏 | 举报 2016-12-12 17:32   浏览:57   回复:0

    无人机在哪些领域有用到?哪些领域是还没有涉及的?

    世界因为它的出现,正在发生着一系列改变!自无人机诞生,给许多行业带来极大便利,同时由于无人机应用领域的不断延伸,也催生了许多细分的无人机产业,比如航拍、警用、城管、交通、植保、地质、气象、电力、救援、勘测、摄影、安检、执法……似乎,只要你想得到的领域,都有或将有它的身影!无人机的出现改变了很多行业传统的作业模式,极大提高了工作效率,降低成本,节约劳力,提高效益……当然也有消费级的无人机,像大疆、曼塔、零度这样的厂商在消费级无人机方面做得相当出色。

    ▍无人机无所不能地被应用近年来,无人机(UAV)一直占据着各大报刊媒体的头版头条。长期以来,人们借助无人机去完成各类相对繁琐或危险的海陆空作业。无人机的作用当然不止于此,许多无人机甚至可以拯救生命,比如2015年8.12天津滨海新区特大爆炸案事故现场,又比如前天(11月24日)江西宜春丰城电厂坍塌事故现场,都出动了无人机协助救援。如今,无人机的应用已经十分普遍,其中包括人道主义救助。杜克大学研究员专门针对非洲加蓬的野生动物保护项目研发了一款廉价无人机。护林员可以利用它来监视大象隐秘的行踪。杜克大学人类与自主实验室高级研究科学家迈克尔?克拉曼(Michael Clamann)介绍说:“我们可以借助无人机来获得更准确的计数,并能及时了解它们繁衍及猎获猎物的真实情况。”植保无人机大有可为。因为无人机可以拍摄到分辨率较高的照片,可以帮助农民了解农作物的生长情况是否理想,有无虫害,或是否存在其它问题等。有了无人机,农作物的产量和品质都将得到大幅度地提升,不仅如此,农民还可从高空迅速有效地观察到农作物的生长情况。此外,快递业也开始应用无人机,国外的亚马逊,国内的京东、顺丰等都在布局建立无人机快递队伍。在娱乐、新闻及工业操作领域,无人机的使用同样如鱼得水。无人机能完成人类无法完成或不适合完成的任务,这几乎使所有行业都获得了一个新的选择。在某些电影的场景拍摄中已采用无人机替代昂贵的直升机,其中包括《华尔街之狼》与《天幕坠落》,这方面国内大疆无疑走在前面。再有,新华网还专门成立了无人机新闻采编队;11月24日,乐视网宣布将正式推出直播无人机。工业方面,像通用电气(GE)这样的跨国公司使用无人机后,能够让质检人员以一种更加安全的方式来管理大型机械零部件。通用电气工程师经过设定无人机的程序,使其围绕风力涡轮机和废气燃烧烟道等障碍物盘旋飞行,然后借助专用摄像头探测到腐蚀点或其他受损点。另外,无人机拍摄到的图像还可制作成3-D打印模型。无人机经过短时间的发展便迅速对各行各业产生了极大的影响。下面将重点为大家介绍一些不熟知的智能互连无人机,以及应用无人机来改善民生及挽救生命的项目。

    ▍无人机救援当冲天的火光燃烧到足以融化金属的温度时,局部的参照物也已经化为灰烬,消防员很难准确判断自身的位置与前进的方向。第一响应者——一线消防队员将义无反顾地冲入熊熊燃烧的大楼或肆虐的林火中,他们根本不了解火灾的大小或范围,也不知道大概有多少人困在其中。无人机可以改变这个现状。采用恩智浦半导体等公司制造的高科技通信处理器,为无人机创建无线网状网络。有了这一网络,单人也足以控制整个无人机群,还能帮助一线消防队员始终与中央指挥部及同伴保持联系,即便在多人同时发声导致频道拥堵的时候或通信基础设施受损的情况下也不例外。伍兹霍尔海洋研究所工程师艾米.库库亚(Amy Kukulya)介绍说:“科学家只有越来越深入的了解鲨鱼在水底抢占地盘的原因,才能将更多的数据信息提供给政策制定者和生态环境保护者。”恩智浦半导体公司营销与通信副总裁约翰.迪克森(John Dixon)介绍说,用于增强无线电效率的通信处理器主要用于军事行业,而且价格昂贵。但它们能够在极端条件下实现一定区域内车对车或车对基础设施的通信。这就意味着第一响应者可以保持无人机与地面车辆或紧急援助者之间的通信,即使与卫星的通信被切断也不受影响。迪克森还补充说,他的公司正在开发一种新型螺旋桨电机控制处理器,其扭矩足以提起一个人的重量。2005年卡特里娜飓风事件发生以后,密西西比州上空出现了两驾小型无人机。它们负责在坍塌的建筑物中搜寻幸存者。德州农工大学的机器人辅助搜寻和救援中心、应急信息中心主任罗宾?墨菲(Robin Murphy)介绍说,空中搜寻可以极大地提高救援效率。墨菲指出,现场评估对于控制火情、营救受灾群众以及灾后重建具有至关重要的意义,而且它对于其它灾难亦是如此。无人机可以帮助救灾指挥官和消防员识别、处理和掌握大型火灾或其他紧急险情中的关键因素。第一响应者应尽可能充分地了解灾情,这对于救灾很有帮助。墨菲举说,“救援前,应该尽可能的了解现场是否有人被困,道路是否已被切断,换条路走是否能更接近现场等关键问题。”了解了这些信息,指挥官就能做出更加迅速和准确的响应,从而减少混乱,让更多的人远离危险。德克萨斯州奥斯汀消防局机器人紧急部署(RED)团队一直与当地政府和联邦政府、业界以及墨菲这样的学术专家保持合作,共同探讨将无人机等机器人用于海陆空实时紧急救援行动的方法,从而确保消防员的人身安全,并且提高紧急响应效率。RED团队正在练习使用无人机进行森林灭火,并针对洪涝灾害、危险品泄露以及其他紧急情况进行实战演习。与此同时,他们也正在制定有关无人机使用方法、使用时间和使用条件的相关规定,并计划拟定调度协议。墨菲介绍说,除了能够准确了解现场情况和获得可靠的搜救能力以外,无人机的另一大作用就是灾后侦察。灾后侦察有助于应急管理人员了解当前事故对建筑物、道路和其他基础设施的损坏程度,并明确还有哪些资源需要重建。今年,负责跟踪和评估气候事件的国家环境信息中心(National Centers for Environmental Information)报告称,自1980年以来,美国遭受了196起与天气和气候有关的灾难,总损失达到或超过10亿美元。这些灾难事件引起的总开支已超过1.1万亿美元。福特汽车互联汽车产品开发经理帕特里克?埃利斯(Patrick Ellis)说:“我们的设想是:第一响应者按下按钮,无人机自动起飞,完成任务后自动着陆,同时向管理者提供数据和信息流。”

    ▍无人机救护车德尔福特理工大学研究生亚历克.莫蒙特(Alec Momont)设计的无人机救护车可以迅速将除颤器送到心脏病发病者身边。莫蒙特估计,目前心脏病突发患者的生存率为8%,有了他的无人机救护车,则可以将这个生存率提高到80%。这种无人机的飞行速度超过60英里/小时,内置网络摄像头,可供患者或患者的陪同人员与医护人员进行沟通。将来,莫蒙特希望无人机救护车能够成为空中医药箱,可以将氧气面罩送到火场人员手中,或将胰岛素针剂传递给糖尿病患者。

    ▍排雷无人机联合国估计,在七十个国家的前战区仍埋有多达1.1亿枚有效地雷。这种隐形杀手每年导致15000至20000人丧生,并使更多人致残。位于荷兰艾恩德霍芬(Eindhoven)的Hassani设计公司研制了用于探测和销毁地雷的低价Kafon排雷无人机(MKD)。MKD目前仍处于原型设计阶段,它配备六只转子和可互换的机器人延伸臂,可加载高分辨率摄像头与金属探测器,还能抓取雷管。无人机的工作分为三个阶段:测绘雷区,探测地雷和摧毁地雷。首先,无人机携带空中3D测绘系统飞跃雷区。接下来,无人机盘旋于雷区上空,并使用机器人金属探测臂在地图上标记地雷点。每个被探测出的地雷都会做上标记,成为待引爆对象。最后,夹持臂将小型定时雷管投至暴露的地雷顶部。MKD飞到安全区后,雷管就会爆除地雷。该公司称,无人机的排雷速度比传统排雷方式快20倍,成本降低了200倍。

    ▍环保无人机拯救地球无人机在科研领域也得到了应用。有了无人机,研究人员可以在统一的平台上使用多种仪器,为更加深入地研究课题提供了可能。伍兹霍尔海洋研究所(WoodsHole Oceanographic Institution)海洋车辆操作工程师艾米.库库亚(Amy Kukulya)介绍说:“现在,我们能够充分发挥这一‘军事设备’的功能,为科学家所用。”多数无人机都可配置数码相机,这样研究人员就能够从上空,更近距离地观察到需要研究的区域,比如说,从苏门答腊与婆罗洲树冠上观察猩猩的栖息场所。这些无人机还能借助相应的软件生成高分辨率的照片和视频,并配备地理参数,以便导入图像识别软件,从而提高人口计数的准确度。生态环境保护者还在水中部署了无人机。十多年前,伍兹霍尔海洋研究所就已经开始使用自主水下航行器收集水生动物的生活习性资料。近期,该研究所又在收集有关大白鲨的资料。人们利用这些水下无人操控设备,可以对大型海洋生物进行三维追踪。设备提供的画面为人类,尤其是科学家和创新者,展示了更加广阔的水下世界。”

    ▍气象无人机,监控极地冰川融化在北极,无人机对研究气候变化作出了重大贡献。它们可以前往冰层以下,达到破冰船和载人飞机无法涉足的地方。伍兹霍尔海洋学研究所的科学家正在使用改进后的Remus对阿拉斯加州巴罗(Barrow)附近的极地冰川进行监控。库库亚称,极冰监控的难度在于需要使用强大的远程自主监控设备,同时确保设备必须能够在冰下游动并自动返回。

    ▍植树无人机位于英国牛津的BioCarbon工程公司设计出一种空中无人机原型,这种无人机可以快速高效地植树。首先,人们需要针对某个过度砍伐区制作高分辨率的三维地图。之后无人机根据地图用微型炮将种荚发射至精确位置。种荚采用生物可降解材料,内部包含了发芽种子和营养物质。击中土壤后会立刻破裂,里面的种子落地生根。目前这种方法尚在试验阶段。BioCarbon公司希望利用这种技术每年种植10亿棵树。

    ▍农用无人机,让地球远离饥饿农业无人机的时代已到来。它们可以拍摄高分辨率照片,以确认作物是否有虫害,跟踪作物库存,并对土壤进行分析。所有这些工作通常都是由人类在田间完成的。杜克大学的克拉曼(Clamann)说,使用自主无人机能够更快速、更准确地完成这些工作。是否使用智能飞行器可能会决定是歉收还是丰收。无人机还有助于对抗农场中牛群和其他牲畜的各种常见疾病,增加世界粮食供应,挽救饥饿人口的生命。例如,西班牙无人机开发商Embention正在与国际原子能机构、埃塞俄比亚畜牧部和粮农组织联合对抗锥虫病。锥虫病是一种寄生虫病,通常被称为“昏睡病”,通过采采蝇传播。它会影响人类和牲畜的身体状况,导致国家食物供应濒临险境。若不加以治疗,这种疾病甚至会危及生命。一个名为“抗蝇无人机”(Drones Against Tsetse)的项目正在测试一种全自主式无人机系统,在每平方公里感染区内释放100只经过绝育处理的雄性采采蝇。无人机的每片机翼都设有多个腔体,用于放置装满了采采蝇的生物可降解盒。这些采采蝇被放逐后会与本地采采蝇交配,但由于从无人机中飞出来的采采蝇经过绝育处理,所以这种交配不会衍生出后代。雌雄采采蝇将逐渐死亡,绝无后代,这样最终能减少采采蝇的总体数量。通常情况下,要彻底清除埃塞俄比亚地区的采采蝇,必须部署多支机队,将一盒盒雄性采采蝇手动投掷到感染区。但是有了无人机,就不需要有经验的飞行员参与,从而以更低的成本和更高的效率完成这项工作。

    ▍应急无人机,灾难预警和救援2011年3月11日,日本福岛第一核电站遭遇严重地震和海啸,导致反应堆熔毁、放射性材料泄漏。考虑到放射性沉降物的影响,约15万人被迫从该地区撤离。《福布斯》杂志称,核电站清理工作将耗时20年,耗资150亿美元,难民赔偿总额超过600亿美元。然而,这只是核电站泄露带来的部分影响。能源经济研究所(Institute ofEnergy Economics)指出,日本已经花费了2000多亿美元才完成从核能发电向化石燃料发电的转型。此外,地震和海啸带来的集中重建工作也需要大量资金。日本重建局称,灾后五年的重建成本将超过2500亿美元。提高速度是降低灾后重建成本的关键。2015年,德州农工大学的墨菲(Murphy)在TEDWomen上发表了一次有关如何使用救援机器人进行灾难响应的演讲。她告诉观众:“,如果我们能把第一响应提前一天,就可以将整个恢复期缩短1000天,也就是三年。”这个数据对于降低自然灾害或人为灾害带来的损失具有非比寻常的意义。无人机可以帮助我们实现这个目标。墨菲在她的演讲中说:“机器人可以让灾难更快地过去。”墨菲指出,2011年的日本海啸摧毁了400英里海岸线,是卡特里娜飓风的两倍。海啸让桥梁、管道和港口都毁于一旦。墨菲在TEDWomen上说: “没有港口,就无法获得足够的救济用品来援助灾民。”专家们认为,港口一旦瘫痪,通常需要等待六个月才能有潜水员抵达现场,还需要额外两周清理残片,港口才能恢复正常。但墨菲和她的同事们使用海上无人机在短短四个小时内就让一座繁忙的渔港恢复了运营。显然,响应迟缓,会对后续的复原工作造成阻碍。墨菲指出,无人机还用于灾后重建工作。“无人机对于建筑工程师而言具有十分重要的作用。在地面上用双目镜所无法观察到的角度,都能在无人机下现形。此外,无人机还能拍摄到卫星图像,并发现更高飞行物。”赈灾无人机将发挥越来越重要的作用。2016年,大疆创新科技有限公司(DJI)与福特汽车公司、联合国携手举办了第三届年度DJI开发者大赛。福特汽车联网车辆产品开发经理帕特里克埃利斯(PatrickEllis)介绍说,参加比赛的程序员要使用DJI软件开发套件制作一种应用软件,实现无人机从移动车辆上自动起飞,在特定区域内搜寻灾难幸存者,然后返回指定基地的操作。他说,“我们的设想是:第一响应者按下按钮,无人机自动起飞,完成任务后自动着陆,同时向管理者提供数据和信息流。”尽管无人机用于救灾已有几年的时间,但从移动车辆中自动起飞并不常见。有了这种技术,救援人员可以在洪水、火灾或地震中进行移动巡逻作业。

    ▍进入难以涉足之地无人机可以攻克复杂地形、飞越受阻道路,因此常常被派往地势复杂和难以涉足之地发放急救医疗用品。2015年4月,尼泊尔遭遇7.8级地震,无数家园被夷为平地,数千人因此丧生。尼泊尔政府迅速对此次灾难造成的损失进行了评估,并对幸存者进行援救。尼泊尔还收到了国际援助提供的医疗设备、塑料板、食品和饮用水。加拿大救援队在此次行动中使用了无人机。多伦多人道主义组织GlobalMedic提供了一支由三架无人机组成的机队,采用先进的车载摄像机勘察区域情况,以便救援人员能更快地找到幸存者。无人机拍摄到的图像还能够帮助救援人员了解到哪些街道和建筑物已被摧毁,为护卫队提供导航。

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