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2001年時，美軍率先在阿富汗的茫茫叢林之中，使用無人機追蹤“基地”頭目;轉(zhuǎn)眼間，屬于無人機的時代已經(jīng)來臨。

不過，無人機在空中飛行時所面臨的不確定因素太多了。它要學(xué)會穿越極低的空域、擁擠的環(huán)境，還要追求安全、輕便、充足的動力。為了探索和解決這些問題，無人機產(chǎn)業(yè)開始走向?qū)I(yè)化。

按需生產(chǎn)

讓任何人在任何時間、任何地點，通過無人機可以得到想要的任何信息，這就是無人機的核心理念。艾瑞咨詢的一份報告指出，2025年中國無人機750億元的市場規(guī)模中，用于航拍娛樂的消費級市場規(guī)模約為300億元，其余450億元將來自專業(yè)領(lǐng)域。

但對于不同的行業(yè)、科研要求來說，終端的需求越來越多樣化。海洋和極地，草原和森林，數(shù)據(jù)的收集和處理面臨著一系列挑戰(zhàn)，千差萬別的需求與無人機單一的產(chǎn)品類型之間產(chǎn)生了亟待解決的矛盾。

不同的行業(yè)需要各自具有針對性的突破?！拔磥淼霓r(nóng)業(yè)將從無人機開始。”這是一種廣泛的說法。從應(yīng)用領(lǐng)域來說，無人機技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的發(fā)展逐漸成熟，正在推動農(nóng)業(yè)智能化。

以土壤和作物調(diào)查為例，無人機在早期階段要創(chuàng)建準(zhǔn)確的三維地圖，然后可以根據(jù)土壤條件和不同種子的扎根模式來播種，提高種子利用效率。

播種后，企業(yè)可以用無人機分析土壤狀況，進(jìn)一步來管理農(nóng)田灌溉和施氮水平。

過去，衛(wèi)星拍攝是監(jiān)測農(nóng)場最先進(jìn)的技術(shù)，但具有很大的缺陷—拍攝必須提前預(yù)約，每天只能看到一次圖像。而且圖像算不上準(zhǔn)確，一旦天氣很差，分辨率也隨之大幅下降，直接導(dǎo)致風(fēng)險和管理成本增加。

目前，包括谷歌、拜耳和約翰迪爾（John Deere）在內(nèi)的許多全球性公司在大力投資農(nóng)業(yè)，主要投資方向就是無人機。

當(dāng)它的翅膀振動起來，讓人聯(lián)想到英劇《黑鏡》里的“殺人蜂”。

但是，農(nóng)業(yè)無人機需要突破的掣肘很多—價格貴、續(xù)航短、缺少懂農(nóng)業(yè)技術(shù)的操作員，并且還沒有形成全行業(yè)統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

續(xù)航問題

理想中的無人機，是想飛多久就飛多久。但事實是，續(xù)航能力不足是所有無人機的一個通病，根本無法滿足行業(yè)的應(yīng)用需要。不少無人機因在空中電力耗盡而墜落。

哈佛大學(xué)研發(fā)的世上最輕的無纜飛行器RoboBeeX-Wing

續(xù)航時長由電池容量決定，就好比容量1萬mAh（毫安時）的充電寶，就是比1000mAh的要重上許多。市場上的大部分娛樂型四軸飛行器，迷你型的飛行時長均在5～7分鐘，中型的能達(dá)到15分鐘，大型的可達(dá)20～40分鐘甚至更長，頻繁地操作也會消耗掉更多的電量。

如何讓無人機在低空空域安全飛行？

無人機企業(yè)提升產(chǎn)品續(xù)航能力，主要聚焦在三個方面：電池、結(jié)構(gòu)、材料。

近幾年，太陽能無人機得到了一定突破。西北工業(yè)大學(xué)的“魅影”太陽能無人機，在2018年創(chuàng)下了19小時34分的續(xù)航紀(jì)錄，最近實現(xiàn)了27小時37分的續(xù)航。Facebook也正與航空巨頭空中客車合作，在澳大利亞進(jìn)行相關(guān)無人機測試，并開發(fā)了太陽能無人機，以便在全球范圍內(nèi)實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)連接。

幾個月前，《自然》封面刊登了一款太陽能無人機，是哈佛大學(xué)研發(fā)的世上最輕的無纜飛行器RoboBeeX-Wing。從形狀上看，它像哆啦A夢的竹蜻蜓，動力系統(tǒng)加機器本身只有259毫克，比一枚回形針還要輕。當(dāng)它的翅膀振動起來，讓人聯(lián)想到英劇《黑鏡》里的“殺人蜂”。

這款無人機可攜帶最多6塊太陽能電池板。在強光直射的條件下，太陽能電池板能提供約110～120毫瓦能量。

從無人機的結(jié)構(gòu)入手，通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)、增大能源儲備或者減少能源消耗來延長續(xù)航，也取得了一定突破。去年，西雅圖一家初創(chuàng)公司W(wǎng)iBotic便為大疆商用級無人機打造了無線電源系統(tǒng)，用戶只需花10分鐘安裝系統(tǒng)，便能對大疆兩款機型進(jìn)行無線充電。

根據(jù)WiBotic的介紹，它可以實現(xiàn)完全自主充電，使無人機無需更換電池即可保持待機狀態(tài)。該系統(tǒng)應(yīng)用范圍也很廣：長期安全和防御監(jiān)視，施工現(xiàn)場監(jiān)測和快速響應(yīng)搜救，以及油井場地、煉油廠和海上鉆井平臺的甲烷泄漏檢測。

從材料著手，一般是尋找新型輕量化材料、減少無人機重量，來增強續(xù)航能力。

空域環(huán)境

無人機在操作者視線之外工作，為其增加了不可控風(fēng)險。但是，這個行業(yè)的發(fā)展必須依賴全域飛行能力，即使是在最擁堵的環(huán)境下。

針對無人機運行和交通管理提供解決方案，是實現(xiàn)無人機需求增長的關(guān)鍵。對此，歐盟委員會提出了U-space空域藍(lán)圖。早在2015年，歐委會就授權(quán)SESAR JU（歐洲單一天空空管研究計劃聯(lián)合執(zhí)行體）啟動研究—如何讓無人機在低空空域安全飛行？

2017年6月，SESAR JU發(fā)布了U-space藍(lán)圖。

U-space是為確保大量無人機安全、高效地進(jìn)入空域，所設(shè)計的一套新的服務(wù)和特定程序。這些服務(wù)依賴于高度的功能數(shù)字化和自動化，保證無人機在各個等級的空域和各種復(fù)雜空域環(huán)境中，順利開展任務(wù)。

作為這一愿景的實施步驟，SESAR JU已啟動了一系列項目。

U-space分為四層服務(wù)：U1基礎(chǔ)服務(wù)，提供電子注冊、電子識別和電子圍欄，識別無人機和操作者，并告知操作者飛行禁區(qū);U2初始服務(wù)，包括飛行規(guī)劃、批準(zhǔn)及追蹤，空域動態(tài)信息等;U3高級服務(wù)，可為交通稠密地區(qū)等復(fù)雜環(huán)境提供支持，包括自動監(jiān)測和避障功能;U4全面服務(wù)，具有高度自動化和數(shù)字化水平，支持與傳統(tǒng)航空系統(tǒng)交互。

對于一些歐洲國家來說，U-space缺少清晰的搭建路徑。瑞士先行嘗試了U-space，盡管其并不是歐盟成員國。

瑞士的U-space監(jiān)管框架，由瑞士聯(lián)邦民航局制定，具體系統(tǒng)由瑞士空中導(dǎo)航服務(wù)商、瑞士國有企業(yè)Skyguide搭建。據(jù)了解，2019年年中開放之后，U-space的無人機航線自動批準(zhǔn)服務(wù)，首先會在日內(nèi)瓦和盧加諾使用，在全瑞士推行則需要更長時間。

中國和美國也在致力于開展本國的無人機管理系統(tǒng)工作。