AI傳奇：無人機——飛翔的機器
2017年5月12日晚，重慶江北機場兩次受到無人機干擾，共造成40餘航班備降，60餘航班取消，140餘航班延誤，影響的航班共計240個，上萬旅客出行受到影響。在此之前，成都雙流機場、昆明長水機場也遭受過大量無人機“黑飛”事件的嚴重困擾。這也折射出一種趨勢，作為移動機器人領域的無人機，今天正在人類社會中產生巨大影響。
無人機是移動機器人中的一個大家族。無人機（UAV，即Unmanned Aerial Vehicle），是用無線遙控設備或自主控制設備控制飛行的不載人飛機。有固定翼無人機、單旋翼和多旋翼無人機（兩種都稱為直升機）等。按應用領域，無人機分為軍用與民用，軍用無人機有偵察機、察打一體機、靶機等。曾經有一種觀點，認為大多數無人機還不能脫離人的操縱，算不上自主機器人，與AI的聯繫並不密切。但隨著無人機的技術和應用的發展，AI已經一步步融入無人機領域並發揮越來越大的作用。
無人機本身的發展歷史非常悠久，萊特兄弟第一架飛機飛行之後的十幾年，1917年皮特·庫柏（Peter Cooper）和埃爾默·斯佩里（Elmer Sperry）發明了第一台自動陀螺穩定器，並將美國海軍教練機改裝為首架無人飛行器。不過，這個無人飛行器還不能回收，有去無回，只能作炸彈使用。所以，一般認為英國德・哈威蘭公司20世紀30年代生產的可無線電遙控回收的蜂后無人機才是第一架真正意義上的無人機。
之後，無人機主要用途是在軍事上，從第二次世界大戰到目前的反恐軍事行動，無人機充當重要角色。上世紀60年代到70年代越南戰爭中，美軍開始使用無人機完成軍事任務。70年代到80年代的中東戰爭中，以色列成功使用無人機完成偵察和釋放誘餌消耗對方導彈等任務，創造了飛行員零死亡的奇跡。
上世紀90年代初，無人機開始出現在民用領域。電子技術的微型化發展，使電子器件變得微小而便宜。2010年，法國Parrot 公司推出了第一款消費級四旋翼無人機AR Drones，雖然受歡迎，但離大規模普及還有很遠的距離。真正揭開無人機神秘面紗，讓它在消費級民用領域大放異彩，與一位中國人有很大關係。
“80後”造夢家與大疆
2006年，一個叫汪滔的年輕人在深圳的居民樓裡創辦了一家公司，這就是今天全球聞名遐邇的大疆(DJI) 公司。汪滔1980年生於杭州，高中畢業後考入華東師範大學。與一般大學生不同，大三時他退學想去麻省理工學院、斯坦福大學這樣的世界一流大學。願望雖然沒有實現，但香港科技大學電子與電腦工程學系最後錄取了他。
2005年，汪滔要準備畢業設計課題了，做什麼呢？作為航模愛好者的他，想到了遙控直升飛機的飛控系統。遺憾的是，他和兩位同學的這次畢業設計失敗了，演示時，本應懸停在空中的直升機摔了下來，得了很差的成績C，汪滔失去了去歐美名校深造的機會。
幸運的是，香港科技大學自動化技術中心主任李澤湘看好汪滔和他的方向，這位曾經在麻省理工學院AI實驗室工作過的教授，本身就是機器人專家。李澤湘不但擔任汪滔的研究生導師，還支持他邊讀研究生邊在這個領域創業。李澤湘當時是哈爾濱工業大學深圳研究生院特聘教授，他引薦了哈工大青年女教師、剛從美國學成歸來的猶他大學機器人專業博士朱曉蕊。朱博士是移動機器人專家，在她的參與和大家的通力合作下，大疆公司的無人機飛控系統有了突破性進展。
飛控系統是無人機的大腦，大疆公司的飛控系統起點非常高，把以前很複雜的、需要專業操縱手操作的無人機，變成了幾乎人人都可以操縱的“傻瓜無人機”，這實際上是消費級無人機的一場靜悄悄的革命。
2012年，大疆推出了“精靈”（Phantom）四旋翼無人機，成為消費級無人機的標杆，很快風靡世界。
▲ 大疆精靈phantom 4
大疆無人機在全球消費級無人機市場佔有70%的份額，是中國高科技新國貨的標誌性產品。美國《機器人商業評論》(RBR) 評出的 2016年度全球最具影響力50家機器人公司中，大疆公司名列第12。
大疆無人機的國際競爭力，在一個典型案例中充分顯現。2016年10月，《福布斯》網站發表文章，講述了美國最有名的無人機公司3D Robotics敗給大疆的悲慘故事。3D Robotics的創辦者克裡斯·安德森（Chris Anderson）是美國名人，是《連線》雜誌的前主編，也是暢銷書《長尾理論》、《新工業革命》等的作者，還是無人機愛好者，早在2007年就創辦了網上無人機愛好者社區DIY Drone。他邀約了另外一位愛好者，兩人在2009年創立了3D Robotics。2012年11月，安德森獲得了500萬美元風險投資，第二年，又得到3000萬美元。
然而，安德森燒掉1億美元看不到一點希望，無奈於2016年宣佈退出無人機市場。
安德森和同事們把失敗的原因歸結為沒有深圳的那種強大智慧硬體製造體系。這樣的認識只對了一半，大疆公司和其他中國無人機公司研發能力也同樣出色。截至2016年，大疆在全球已提交專利申請超過1500件，獲得專利授權400多件。大疆的成功帶動了一大批中國企業投入無人機產業，形成完整而強大的產業鏈。AI在消費級無人機中的應用，正在一步步深入，而大疆這樣的中國公司，現在和未來都是潮流引領者。
迅速擴大的應用領域
無人機廣泛用於攝影航拍、影視、新聞、公安、消防、災害救援、遙感測繪、電力、野生動物保護、森林火情監控等等，而應用領域還正在迅速擴大。
在農業領域，2015年12月大疆推出智慧農業噴灑防治無人機——大疆MG-1農業植保機，藥劑噴灑泵採用高精度智慧控制，與飛行速度聯動，可實現定速、定高飛行和定流量噴灑自動作業。每小時作業量可達40至60畝，效率是人工噴灑的40倍以上。
在電子商務領域，無人機送貨是一個大膽的設想。2013年當亞馬遜提出無人機送貨，讓客戶在下單以後的30分鐘內就能收到購買物品。亞馬遜在2016年12月的內部測試中，把一罐爆米花送到客戶手中。2017年4月，亞馬遜無人機把一支防曬霜送到特定地方又返回，一切自動進行。亞馬遜送貨無人機速度可達60英里，飛行高度200-400英尺，送貨往返距離最長 20英里，最多可攜帶五磅物品。
▲ 亞馬遜送貨無人機
京東商城2016年6月開始測試用無人機往農村送貨，京東2017年4月表示，計畫在四川省興建150個無人機貨運機場，預計3年內投入運行，用無人機配送網購商品。據預測，這將削減配送成本70%。
微小型化，是無人機發展的一個趨勢。荷蘭代爾夫特理工大學的微型飛行器實驗室正在開發的“口袋無人機”，每個無人機僅有手掌大小，能飛入室內，在建築物遭到嚴重破壞的情況下説明救援人員搜索倖存者。而哈佛大學一直在DARPA (美國國防部先進研究計畫局) 資助下研究昆蟲那麼小的微型機器人RoboBee（機器人蜜蜂），哈佛大學的威斯(Wyss) 生物工程研究所已經開發出翼展3釐米、重量80毫克並能即時控制的機器人蜜蜂，未來能像昆蟲一樣在農田監測作物生長環境，甚至像真正的蜜蜂一樣為植物授粉。當然，也能用於軍事。
無人機集群嶄露頭角，
無人機的微小型化，為集群應用打下基礎，集群應用也是無人機發展趨勢之一。
2017年2月11日夜晚，廣州農曆雞年元宵音樂會在海心沙廣場舉辦，當《黃河》交響曲第三樂章旋律響起，一千架挾帶LED絢麗燈光的無人機龐大機群升上夜空。機群在天幕上畫出迎新年的金雞，寫出“2017 ”和 “福”字，組成巨幅中國地圖，最後，“1000 ” 這個數字出現在夜空，這場名為“天幕流星·千機變”的華麗無人機集群表演打破了吉尼斯紀錄。
億航公司的這次無人機表演編隊非常密集，無人機之間的距離只有3-5米，採用高精度的衛星定位，每架無人機都有獨立的IP位址，精確控制飛行動作和隊形，控制機群的，只有 1台電腦。
這類無人機表演只不過是無人機集群應用新趨勢的一次展示。體積小巧、成本低廉的無人機集群，像鳥群一樣在天空自由飛翔，會帶來的應用新場景，幾乎有無窮的想像空間。在軍事上，集群無人機可能會成為戰場上的致命武器。當自組織的集群無人機鋪天蓋地飛來，現有各種武器組成的火力網和防線很難抵擋。美國就曾經從F/A-18戰鬥機上發射了103架小型“Perdix”無人機。這種一次性無人機重量僅幾百克，採用3D列印技術製成，可作為誘餌干擾並定位對方雷達，從而破壞敵方的防空系統。
中國軍用無人機集群應用同樣引人注目，2016年11月珠海航展上，中國電科CETC展示了我國首個固定翼無人機集群試驗原型系統，實現了67架規模的集群原理驗證，打破之前由美國海軍保持的50架固定翼無人機集群的世界紀錄。
機遇與挑戰
清華大學自動控制專家、中國工程院吳澄院士表示：自主無人系統是人工智慧新高☆禁☆潮的產物。美國國防部曾經制訂《2005-2030年無人機系統路線圖》，把無人機的發展分為：遙控引導、實施健康故障診斷、自修復與自我調整、線上航路重規劃、團隊協調、團隊戰術重規劃、團隊戰術目標、分散式控制、團隊戰略目標、完全自主群體這10個等級。這一路線圖雖然著眼於軍事用途，但也常用于民用無人機，是衡量無人機發展水準的重要標誌。吳澄院士認為，到2030年，我國無人機將實現全空域、全行業應用覆蓋率達50%，自主能力達到9-10級的目標。這是很高的目標，因為目前美國軍用無人機水準也只有3-4級，中國無人機面臨難得的機遇期。
要實現無人機全空域、全行業大面積覆蓋，如何管理好漫天飛舞的無人機，是一個很大的難題。事實上，每一架無人機都可以看成是一件致命的武器，這對無人機飛行的有序飛行和安全管理提出很高的要求。2016年1月，美國FAA（聯邦航空管理局）作出很嚴格的規定，凡是重量0.5磅以上無人機的擁有者，都必須進行身份認定。中國民航也宣佈，2017年6月1日起正式對品質在250克以上的無人機實施登記註冊。這類無人機相關法律制度的不斷制定與完善，是無人機安全管理的必然趨勢。同時，AI也會進一步在無人機飛行管理中起到重要作用。
智慧無人機廣泛使用，是人類社會一次重要進步。將日常生活和工作從二維世界拓展到三維世界，機遇和挑戰同時向我們走來。