无人机堪忧：安全性存疑,监管政策难产

[摘要]操纵配备武器或小型炸弹的无人机并非难事，主管部门还要对恐怖主义多加防范。尽管拉脱维亚制造商Helico,Aerospace,Industries把它的产品定位为“空中助手”。但从技术上讲，这款名为AirDog的飞行器还是应该被称作飞行机器人，或者无人机。它的外壳色彩明亮，采用四旋翼设计，当操作者腰间配备无线追踪设备时，它就会以选定的高度自动追踪此人。AirDog配有内置陀螺仪的自稳定视频摄像机，可以自动拍摄滑雪、骑车、风筝冲浪等体育活动。它并非唯一一款“跟随式”无人机。美国加州的3D,Robotics公司生产的IRIS+也可以按照智能手机上规划的路线飞行。现成的无人机目前的售价约为1000美元，有些是用无线电遥控模型飞机改装的。但之所以能以低成本实现自动飞行，都是因为使用了消费电子产品中的常见元件。
例如，手机里包含很多无人机的必备元件，包括陀螺仪、加速计、无线传输器、信号处理器和GPS模块。正因如此，无人机的适用范围得到了快速扩大，早已突破了众所周知的军用领域。民用无人机如今已经被
各类企业广泛使用，从勘探到公共事业，从配送到新闻机构，再到农场。无人机可以为企业节约大笔资金。加拿大的Dillon,Consulting公司在测量安大略的一处垃圾填埋场时，只花了大约7000美元就租到了一台无人机。根据他们的测算，如果租用有人机或直升机，费用至少会高出两倍。塞尔维亚的GeoGIS,Consultants是一家专门使用激光和其他传感器绘制地形图的公司，他们两年前花了大约3.1万美元购置了一台无人机，并停用了有人机。该公司负责人托撒•宁克夫（Tosa,Ninkov）表示，无人机只用了两个月就收回了成本。代替直升机Dillon的约翰•菲尔斯（John,Fairs）表示，无人机可以提升安全性。在风力涡轮的裂缝检查工作中，这种产品得到越来越多的应用，免去了让员工借助攀爬设备在高空作业的繁琐和危险。无人机还可以用于检查供电线路。菲尔斯表示，以前，工作人员需要穿着绝缘服从直升飞机上缓缓降落，还要系着安全带在一对距离与肩宽相仿的高压线上爬行，危险系数极高。无人机搜集的数据精度往往高于其他方式。加拿大测绘公司Accuas的老板斯科特•马克塔维什(Scott,McTavish)表示，由于用两颗摄像头合成了立体视觉，AeroHawk无人机能以2厘米的精度绘制道路尺寸和轮廓。当今最好的商用卫星精度约为30厘米，但要提前4个月预订，花费至少为1万美元。AeroHawk这样的飞行器不需要跑道，操作者可以直接将其抛向空中，而且能够借助降落伞返回。让-巴迪斯特•布鲁格曼（Jean-Baptiste,Bruggeman）在法国拉鲁普迪埃泰纳尔拥有一片210公顷的农场，他8个月前已经开始在
那里使用无人机。他利用无人机上配备的多组镜头从9个角度拍摄了自己农场的红外、近红外和可见光照片。当数据上传到服务器后，巴黎农业公司Airinov将会对土层湿度、农作物叶绿素含量以及生物量水平进行分析。48小时后，布鲁格曼就会收到一张带有编码指令的电子地图。当他把这份资料上传到拖拉机的GPS模块后，便能根据农场的不同地带调整最佳施肥量。此举背后蕴含着巨大的经济利益。改善施肥效率可以提升产量，每公顷油菜籽能帮助布鲁格曼多创收50欧元（约合64美元），每公顷小麦则可多创收100欧元。不仅如此，小麦的蛋白质含量也会因此增高。由于施肥量减少，所以污染也会相应地降低。布鲁格曼现在开始搞起了副业：用他的无人机为其他农民提供服务。Airnov已经为2000多名法国农民分析了无人机数据，
预计这一数字一年内可达5000人。除了调查测绘外，无人机还可以在不挤压土壤或破坏作物的情况下播种和喷洒农药。雅马哈RMAX大型汽油无人直升机的飞行高度低于人工驾驶的农用飞机，所以被风吹散的农药会有所减少。无人机产生的旋翼洗流能产生更精细的水雾，并通过摇晃叶片来帮助水雾覆盖下部。据测算，这种方式使用的液体量比拖拉机喷洒方式少一半。RMAX在澳大利亚、日本和韩国得到了广泛应用。它需要用皮卡运输到农场，但价格高达12.5万美元。灭虫行动两年前，以昆虫为传播介质的柑橘黄龙病开始在南加州地区破坏水果和植被。被感染的树木必须尽快修剪枝叶，并迅速移除剪下的枝叶，避免病虫害扩散。由于被感染的树木温度都会略有升高，所以可以在无人机上配备热探测摄像头来发现疫情。华盛顿州立大学生物学家辛多佳•桑卡兰（Sindhuja,Sankaran）表示，这种摄像头可以识别各种波长范围的光，成本不足5000美元。温度升高是很多疾病的典型症状，缺水和营养不良的农作物也会出现类似的症状。所以，无人机在保护农作物健康生长方面还可以发挥更为广阔的作用。无人机系统国际联盟（AUVSI）认为，农业将是无人机的最大受益者。该行业组织表示，日本农民已经使用无人机将产量提升了大约15%。该公司认为，无人机每年给美国带来的经济利益超过100亿美元。但美国存在一大问题。用于休闲爱好的小型无人机需要遵守美国联邦航空管理局（FAA）针对模型飞机制定的规定，包括飞行高度必须低于120米、远离人口密集区、不能离开视线范围等。但以商业目的使用无人机却基本被禁止，很少有豁免个例。不仅农民和测绘人员受到影响，试图使用无人机拍摄动作片的电影公司也颇为苦恼。为了规避这一问题，一些美国公司将自己的无人机业务转移到加拿大、墨西哥和其他监管较为宽松的国家。由于看到了由此产生的负面影响，美国立法者已经要求FAA在2015年9月30日前出台相关规定，允许以商业目的使用无人机。AUVSI政府关系主管马里奥•麦瑞纳(Mario,Mairena)表示，如果规定合理，3年内就将创造7万多个就业岗位。但很多无人机支持者却并不乐观，他们担心FAA将以安全担忧为由保护飞行员的工作。事实上，FAA已经采取了一些强硬政策。该机构在今年6月发布政策声明，迫使数十所高校取消了需要在校园草坪上使用飞行机器人的工程课。史密斯学院航空学教授保罗•沃斯（Paul,Voss）哀叹道，这项政策重新定义了FAA所监管的飞行器范围，甚至连飞盘都包含在内。而当一名男子使用塑料泡沫制成的无人机在弗吉尼亚的一所校园内拍摄推广视频后，FAA甚至向其开出了1万美元的罚单。（法官已经驳回了这项处罚，但FAA随后提起上诉。）FAA否认“监管过度”。该机构坚称，必须要确保人员和财产不受伤害，他们有责任确保无人机不会干扰有人机的正常飞行。还有人担心，针对民用无人机起草规定的任务可能十分繁重。纽约律师事务所Kramer,Levin,Naftalis,&,Frankel的布伦丹•舒尔曼(Brendan,Shulman)律师表示，FAA似乎准备强制小型无人机也接受价格昂贵的认证流程——这一流程将与有机非常相似。他认为，要让美国监管者同意无人机在白天飞行，可能需要有两名持有执照的操作者站在地上——与商用客机一样，他们也必须获得医学认可——而且要始终将无人机保持在视线范围内。其他国家的航空管理机构也在制定相应的标准，但要求似乎并没有
那么严格，只是规定了基本的安全流程。有些美国人已经等不及FAA的规定出台了。爱达荷州的罗伯特•布莱尔（Robert,Blair）使用的无人机是用85美元的模型飞机改装的，他借此监控自己607公顷的农场。通过这种方式，他就可以迅速识别出小麦锈病等病虫害，并及时采取行动，从而将农药使用量降低三分之二。他表示，农用无人机在阿根廷、澳大利亚、加拿大等地都可以合法飞行，在美国却不能，这令他颇为沮丧。他表示，越来越多的美国农民开始蔑视FAA的禁令，但该机构根本没有足够的资源来对他进行监控和处罚。安全性存疑不过，此举的确存在风险。今年2月，萨尔瓦多最大日报《La,Prensa,Gráfica》的一名摄影记者开始用3架Phantom,2,Vision+四旋翼无人机拍摄照片和视频。这些无人机由中国大疆创新开发，售价约为1500美元。他们的航拍图片提升了网站的点击率，但却令当地警方颇为尴尬——他们原本承诺缓解交通拥堵，但航拍图片却明白无误地呈现出水泄不通的路况。但今年4月，《La,Prensa,Gráfica》的一架无人机险些碰到电线，并掉入了正在游行的人群。幸好无人受伤。无人机运营商都在努力提升安全性。无人机经常会与多个GPS卫星相连，所以飞行路径的记录通常都很精确。3D,Robotics已经上线了一个测试版数据库，可以将数十个厂家的无人机飞行坐标上传到
里面。无人机与这个名为DroneShare的系统同步，从而获取相应的指令，沿着已经验证的安全航线飞行，避开旗杆等危险障碍物。美国飞行员协会安全主管肖恩•卡塞蒂（Sean,Cassidy）表示，的确应当谨慎行事。他指出，全美航空公司的一家客机在2009年坠入纽约哈德逊河，就是因为有大雁飞进了引擎，而部分小型无人机的体积与大雁相当。澳大利亚影视拍摄无人机运营商Alphaflight,Aerospace创始人约什•布鲁克斯-艾伦（Josh,Brookes-Allen）表示，可以借助软件自动调整无人机的位置，避免其飞得过高或过远。美国国家航空航天局（NASA）正在为无人机开发一套空中交通控制系统。运营商需要登录一个网站，并事先预定一块飞行区域。该系统的初期版本很快就将上线。无人机禁止在机场附近飞行，而且飞行高度不得超过120米。这便可以为自动配送预留足够的空间——自动配送也被埃森哲称作民用无人机领域最
复杂的任务。亚马逊表示，该公司正在加拿大测试一款名为Prime,Air的无人机配送服务，并且已经做好了在2015年推出该服务的准备——前提是FAA取消禁令。Unmanned,Systems,Australia参与了谷歌(微博)的Project,Wing无人机计划，该公司的菲尔•斯温伯格（Phil,Swinsburg）表示，最近在澳大利亚进行了一番测试后，谷歌也认为用无人机实现自动配送是可行的。德国快递巨头DHL也已经开始利用无人机向北海小岛尤伊斯特（Juist）配送药品。一家名为Flirtey的澳大利亚创业公司预计将在年底前使用六旋翼无人机配送图书。这种图书配送服务的成本高于传统的卡车配送，至少初期如此。但它的速度更块——Flirtey的无人机飞行时速约为80公里，而且不必受到交通信号灯的限制，最终从空中将包裹投递给收件人。该公司CEO麦特•斯维尼(Matt,Sweeny)还在与快餐连锁商讨配送合作事宜。即使是全路况汽车，跑完巴布亚新几内亚的一段150公里的泥泞道路也需要整整一天。由于当地肺结核疫情蔓延，“无国界医生”组织需要通过空运方式，将丛林搜集中心的唾液样本空运到实验室里。硅谷Matternet公司受雇为其设计这套系统，他们正在研究一种方案，避免价值5000美元的无人机迷失在高大的树梢上。尽管使用GPS导航，但无人机还是要将通过地面的手机基站将飞行数据传回基地。因此，操作人员可以在电池耗尽前唤回遭遇逆风的无人机。一些与有机体积相仿的大型无人机还可以安装货架。由于机上没有飞行员或机组成员，因此无人机的重量将会降低，而承重力却可以增加。新西兰屯特大学教授汉斯•赫肯斯（Hans,Heerkens）表示，只要用更薄的材料制作非增压机舱，便可将重量降低十分之一。他正在领导一个名为“货运无人机平台”（Platform,Unmanned,Cargo,Aircraft）的项目，吸引了30多位学术和行业专家共同探索这一理念。统筹飞行计划如果无人机与有人机在相同的空域飞行，那就需要采用更多的防碰撞技术。客机通过应答器将位置发送给地面雷达。但机载应答器的重量过大，很多小型无人机难以配置，而由于机身用塑料和泡沫塑料制成，所以这类设备可能难以被雷达发现。有些无人机开发者建议使用配备物体识别处理器的摄像头来防止碰撞。但斯坦福大学航空学教授迈克尔•考琴德佛（Mykel,Kochenderfer）表示，摄像头无法看穿云层，而且可能受到镜头上的虫子干扰。更有前景的方法是借助小型机载GPS设备，而该设备还需要整合到一套名为广播式自动跟踪监视（ADS-B）的系统中。这些设备反复广播的数据不仅包括飞行器的位置，还包含飞行路径等其他信息，而且能收到附近的其他飞行器发送的类似方位信息。ADS-B是欧美等国正在安装的新一代空中交通管理系统的一部分。ADS-B设备销售公司Sagetech的老板开尔文•斯克里布纳（Kelvin,Scribner）表示，ADS-B的重量比一部iPhone还轻，适合很多无人机使用，目前在无人机领域的安装量已经达到1000台。不仅如此，今后还有可能推出体积更小的版本。ADS-B技术将在同一空域自动管理无人机和有人机。南达科他大学航空系主任本杰明•特拉普内尔（Benjamin,Trapnell）表示，ADS-B技术最终将成为无人机安全领域的支柱。但还有一个不容忽视的问题，GPS信号可能出现拥堵，既可能是有意为之，也可能是无意之举。英国南安普敦大学教授詹姆斯•斯坎兰(James,Scanlan)表示，在东欧只要花25美元就能随意买到一个跟香烟盒差不多大的非法GPS拥堵器。很多卡车司机都借助这种设备来屏蔽老板的追踪。他的团队正在设计一种定向GPS天线，从而降低这种干扰的效果。他表示，如果问题严重，机载陀螺仪和加速器也能计算出无人机的大概位置。但风险并不仅限于意外事故。要操纵配备武器或小型炸弹的无人机并非难事，所以必须要对恐怖主义多加防范。美国9/11委员会前成员、美国政府问责处航空部门主管吉拉德•迪林厄姆（Gerald,Dillingham）表示，或许并不存在一种稳妥的方法来阻止针对无人机的无线劫持行为。他补充说，由于GPS信号通常都不会加密，因此“电子欺骗”完全有可能实现。无人机也给狗仔队和激进人士带来了新的渠道。去年，善待动物协会的成员在美国发起了一个名为“空中天使”的项目，利用无人机拍摄人们通过残忍或非法方式捕猎动物的画面。宾夕法尼亚Wing,Pointe自然保护区负责人辛迪•尼尔（Cindy,Neel）用“粗鲁、侵害、恼人和转移注意力”来描述反猎杀激进分子的无人机。他表示，当地的一名客户在捕猎鸽子时击中了激进分子的一架无人机。无人机的商业前景充满了诱惑，完全可以由此催生一个全新的行业，但倘若缺乏恰当的安全措施和辅助程序，无人机的天空也必将充满暴风骤雨。监管“泥潭”美国国会曾经要求美国联邦航空管理局（FAA）在2015年9月之前让无人机监管政策出台，
但是这一目标已经无法实现，FAA官员表示，新规则制定完成要等到2017年。目前，FAA的无人机监管草案尚未完成，该机构负责人本周三在国会表示，草案将在几周内就绪，起草过程并不顺利。本周三，美国国会举行了一次有关无人飞机监管规则的听证会，会上，议员们对于未来是否能够保证无人机不对民航客机构和建筑物成危险表示担心。美国国会众议院航空委员会主席FrankLo,Biondo表示，在无人机的监管中，安全至关重要，目
前面临巨大挑战，目前对于相关的监管规则方案，还需要进行“大幅度的修改完善”。美国《华尔街日报》最近引述消息人士称，对于商业无人机飞行，美国奥巴马政府有若干主张，比如无人机的操作员必须拥有相关执照，另外无人机只能在白天飞行，另外飞机飞行的空域，限制在操作员视线之内。如果在视线之内飞行，将会大大限制无人机的用途。比如亚马逊计划用无人机提供快件递送服务，飞行范围达数公里。之前敦豪快运公司在德国试验的无人机快递，递送距离也远远超过了视线距离。一旦FAA的监管草案出台之后，无人机行业和社会各界，预计将会提出各种意见建议。监管规则迟迟不出台，让美国无人机行业十分失望，这也将影响一个能够做出经济贡献的朝阳产业。根据“国际无人飞行器协会”的估算，无人机产业可以给美国带来七万个就业岗位，带来130亿美元的经济贡献。美国现
有的民航监管规定，禁止商业无人机飞行，据美国政府最近披露的统计，已经有140多家公司在FAA排队，希望破例进行无人机商业飞行。