追蹤颶風(fēng)

　　無人機(jī)能沖入暴風(fēng)雨的“心臟”而不會(huì)像人那樣受傷。這就是為什么美國國家航空航天局（NASA）、國家海洋和大氣管理局（NOAA）以及世界第4大軍工生產(chǎn)廠商諾斯洛普·格魯門公司會(huì)攜手進(jìn)行一個(gè)為期3年、投資3000萬美元的實(shí)驗(yàn)——使用長距離無人駕駛飛行器（UAV）來揭開颶風(fēng)的奧秘。

　　新型無人機(jī)被命名為颶風(fēng)和強(qiáng)風(fēng)暴哨兵（H3），是一款經(jīng)過改裝的“全球鷹”無人機(jī)，翼展35米，飛行時(shí)間可長達(dá)30小時(shí)，飛行17700公里�？茖W(xué)家試圖使用無人機(jī)對(duì)颶風(fēng)進(jìn)行深入研究，揭示颶風(fēng)形成的環(huán)境與內(nèi)部因素，同時(shí)提高對(duì)颶風(fēng)預(yù)測(cè)的能力，減少颶風(fēng)帶來的損失。

　　NASA“全球鷹”項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人斯科特·博朗去年接受《國家地理》雜志采訪時(shí)使用了一個(gè)類比：“如果你偶然經(jīng)過一個(gè)毒販子的房子，你無法抓捕他；但如果你一整天都在房子外面盯著，你就可以發(fā)現(xiàn)證據(jù)抓捕他了。”拉馬什·卡卡是這項(xiàng)隸屬NASA地球科學(xué)項(xiàng)目的研究計(jì)劃的首席氣象研究員。他說：“我們可以借此深入到此前有人駕駛飛機(jī)無法抵達(dá)的區(qū)域�！�

　　這些無人機(jī)上安裝了用于測(cè)量風(fēng)暴系統(tǒng)溫度、水汽含量、云層結(jié)構(gòu)和深度、懸浮顆粒物或塵埃水平的激光測(cè)量?jī)x，可以采集有關(guān)風(fēng)暴系統(tǒng)中溫度、氣壓、風(fēng)力以及濕度的數(shù)據(jù)。

　　博朗團(tuán)隊(duì)已經(jīng)利用無人機(jī)的強(qiáng)大能力追蹤到了很多有價(jià)值的、與熱帶風(fēng)暴有關(guān)的數(shù)據(jù)，貫穿熱帶風(fēng)暴的整個(gè)生命周期，希望能借此完善颶風(fēng)預(yù)警模式。博朗說：“如果我們能夠提高預(yù)測(cè)能力，那么，我們能夠節(jié)省大量金錢，挽救大量生命�！�

　　使用無人機(jī)對(duì)于NASA而言并非什么新鮮事，早在2009年，NASA就開始使用“全球鷹”無人機(jī)開展極端天氣和氣候變化方面的研究。在過去的4年間，NASA已經(jīng)對(duì)多個(gè)熱帶風(fēng)暴系統(tǒng)開展了研究。NASA希望借助無人機(jī)收集的數(shù)據(jù)，加深他們對(duì)于雷暴云團(tuán)以及來自非洲撒哈拉大沙漠中的沙塵在大西洋上空風(fēng)暴加強(qiáng)過程中所起的作用。這些信息還將幫助科學(xué)家們校正傳統(tǒng)的衛(wèi)星數(shù)據(jù)。

　　無獨(dú)有偶，美國佛羅里達(dá)大學(xué)的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)正在使用不同的方法解決同樣的問題，他們布置了一群6英尺長的無人機(jī)，使用一臺(tái)筆記本電腦進(jìn)行控制。這些無人機(jī)幾乎不使用電力，在風(fēng)流和水流的裹挾下，可以穿越大的暴風(fēng)雨，收集與溫度、氣壓、濕度和位置有關(guān)的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)將幫助科學(xué)家們理解颶風(fēng)內(nèi)部的風(fēng)力和水力。

　　 3D精準(zhǔn)繪圖

　　小型輕便的無人機(jī)看起來與簡(jiǎn)單的飛機(jī)模型無異，但是，它們可以用于調(diào)查地形地貌并精準(zhǔn)地繪制出3D環(huán)境模型。目前，軍用衛(wèi)星和其他政府衛(wèi)星也能繪制出同樣的地圖，但方興未艾的UAV技術(shù)能讓小公司和個(gè)人也擁有這種能力。

　　來自瑞士洛桑聯(lián)邦理工大學(xué)的Pix4D軟件公司的聯(lián)合創(chuàng)辦人奧利維埃·昆表示：“你按下一個(gè)按鈕，發(fā)射無人機(jī)，然后看著它們飛行并幫你獲得你所需要的數(shù)據(jù)。而且，這些無人機(jī)由GPS導(dǎo)航，非常安全。”

　　Pix4D公司研發(fā)的高級(jí)圖像處理軟件能對(duì)數(shù)以千計(jì)的航拍圖像進(jìn)行分析，創(chuàng)建2D地理參照地圖，并繪制其描述的3D環(huán)境模型。昆表示，這樣的技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，比如應(yīng)用于颶風(fēng)桑迪肆虐海地后的救援工作；農(nóng)民也使用這種技術(shù)來遠(yuǎn)程管理廣袤的莊稼和農(nóng)田；采礦公司利用其找到新的礦井；用于節(jié)假日監(jiān)控人群規(guī)模，從而更好地部署安保工作等。

　　昆也預(yù)測(cè)，當(dāng)無人機(jī)技術(shù)變得更加親民時(shí)，其他應(yīng)用潛能將被一一實(shí)現(xiàn)，他說：“真正的問題在于，如果你擁有這樣的飛行機(jī)器，這么強(qiáng)大的軟件，你打算用它做什么呢��？”

　　野生動(dòng)物保護(hù)

　　美國政府已經(jīng)開始使用無人機(jī)來進(jìn)行野生動(dòng)物和其棲息地的保護(hù)工作。

　　吉格表示：“美國內(nèi)政部、土地管理局和美國地質(zhì)調(diào)查局已經(jīng)開始使用無人機(jī)來監(jiān)測(cè)野生動(dòng)物群落或?yàn)榈缆泛蜐竦乩L制地圖以便更好地進(jìn)行土地管理。比如，美國地質(zhì)調(diào)查局在無人機(jī)上安放了一臺(tái)熱成像照相機(jī)來跟蹤科羅拉多州沙丘鶴的數(shù)量。另外，也有科學(xué)家們使用無人機(jī)來確定印度尼西亞和馬來西亞茂密森林里動(dòng)物的分布情況，單憑人力或許根本無法做到這一點(diǎn)。”

　　他們使用的一般是從部隊(duì)退役的無人機(jī)，比如‘大烏鴉（Raven）’等。重約2公斤的‘大烏鴉’由全球最大的無人機(jī)供應(yīng)商之一AeroVironment公司為美國軍方制造，服役時(shí)間已經(jīng)超過10年。盡管在戰(zhàn)場(chǎng)上，已經(jīng)有更尖端的機(jī)器可以取代‘大烏鴉’，但在野生動(dòng)物保護(hù)領(lǐng)域，“大烏鴉”仍然被認(rèn)為是一項(xiàng)尖端科技。

　　在過去10年中，價(jià)格的降低和技術(shù)的進(jìn)步——從機(jī)載導(dǎo)航使用全球定位系統(tǒng)（GPS）到自動(dòng)駕駛儀的小型化——使得很多科學(xué)團(tuán)體愿意使用無人機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。目前，無人機(jī)提供了一個(gè)收集數(shù)據(jù)的有效方式，尤其在極地研究、火山研究和野生生物學(xué)等領(lǐng)域取得了重要進(jìn)展。具有多年研究無人機(jī)經(jīng)驗(yàn)的佛羅里達(dá)大學(xué)蓋恩斯維爾分校的生態(tài)學(xué)家阿達(dá)姆·沃特斯說：“無人機(jī)研制將會(huì)成為一項(xiàng)不可或缺的革命性技術(shù)——它們正在朝這個(gè)方向大步邁進(jìn)�！�

　　瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的利安·科赫和英國利物浦約翰·摩爾斯大學(xué)的澤格·維希曾在印尼蘇門答臘對(duì)大猩猩進(jìn)行跟蹤研究。在耗時(shí)兩年半、耗資25萬美元后，他們終于想出了一個(gè)更快捷廉價(jià)的方法——花了不到2000美元裝配了一架無人偵察機(jī)，為它配備了電池驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)駕駛器和高分辨率攝像頭。這架翼展1.4米、用GPS導(dǎo)航的無人機(jī)帶回了大量有關(guān)猩猩聚集地和森林砍伐的詳細(xì)圖片和資料。這種無人機(jī)受到其他環(huán)保學(xué)者的熱捧，紛紛向兩位科學(xué)家請(qǐng)教，希望定制一架適合自己研發(fā)課題的無人機(jī)。因此，科赫和維希已經(jīng)與一家瑞士公司合作制造科研用無人機(jī)，迄今已經(jīng)制造了20多架。

　　這種無人機(jī)不僅能標(biāo)識(shí)出濫砍濫伐森林的情況，在打擊偷獵方面也能發(fā)揮重要作用。據(jù)國外媒體2012年12月報(bào)道，谷歌向世界自然基金會(huì)（WWF）提供了500萬美元的資助，用于購買無人機(jī)跟蹤瀕危動(dòng)物。世界自然基金會(huì)已經(jīng)在尼泊爾的奇旺國家森林公園對(duì)其環(huán)保無人機(jī)進(jìn)行了測(cè)試，2013年在非洲大陸布置監(jiān)測(cè)無人機(jī)。該處盜獵情況極其猖獗，不僅使犀牛等物種瀕臨滅絕，也催生了牛角和象牙等的黑市交易。

　　世界自然基金會(huì)將整合多種跟蹤方案，包括電子標(biāo)簽、無人機(jī)和人類巡邏。無人機(jī)可以通過平板電腦控制，能拍攝被標(biāo)記的動(dòng)物附近的可疑偷獵者照片。世界自然基金會(huì)將使用軟件識(shí)別哪些動(dòng)物最容易受到傷害從而制定更有針對(duì)性的保護(hù)措施。

　　放低身段到農(nóng)田

　　以軍事應(yīng)用起家的無人機(jī)正在農(nóng)田里挖掘自己的潛能。

　　“農(nóng)業(yè)，絕對(duì)會(huì)成為無人機(jī)的主導(dǎo)市場(chǎng)，”吉格解釋道，“在日本，雅馬哈RMAX系列的無人機(jī)已經(jīng)在天空飛行了20年，幫助農(nóng)民精耕細(xì)作。很多農(nóng)田位于陡峭的山坡上，這些無人機(jī)能在五分鐘內(nèi)處理完一畝地，使用拖拉機(jī)很難而且根本不可能做到這一點(diǎn)。無人機(jī)上配備的照相機(jī)能發(fā)現(xiàn)氮濃度偏低的地方；配備有紅外線照相機(jī)的無人機(jī)還能通過反應(yīng)不同植物光合作用的效率來顯示植物的生長情況。”而且，吉格強(qiáng)調(diào)稱，借用無人機(jī)可以精確地確定什么地方需要什么資源并將其遞送到該處，從而實(shí)現(xiàn)農(nóng)藥、水或肥料的精準(zhǔn)應(yīng)用，這一點(diǎn)對(duì)環(huán)境也好。

　　據(jù)國外媒體報(bào)道，今年3月份，加拿大安省西南部地區(qū)的農(nóng)民用上了一種頗為有趣的新裝備：迷你無人飛機(jī)。這種翼展1米多的飛行器最高時(shí)速56公里，配有高清照相機(jī)，可輕松分辨地面上一顆種子大小的物體。每次升空，這種電池驅(qū)動(dòng)的遙控迷你飛機(jī)能工作45分鐘，并查看大約10平方公里土地。農(nóng)民表示，將用這種飛行器來居高臨下地查看農(nóng)田內(nèi)莊稼長勢(shì)、土壤和病蟲害等情況。

　　這種迷你小飛機(jī)售價(jià)為7.3萬元（基本型），最新改進(jìn)型售價(jià)達(dá)17萬元。去年，加拿大境內(nèi)共售出26架同類小型無人機(jī)，主要用于農(nóng)場(chǎng)、空中地貌調(diào)查、環(huán)境保護(hù)、搜救和探礦等領(lǐng)域。當(dāng)?shù)鼐揭苍柚★w機(jī)發(fā)現(xiàn)了隱藏在玉米地中的大麻田。

　　美國佛羅里達(dá)州正在使用新型無人機(jī)來消除蚊蠅侵?jǐn)_。據(jù)報(bào)道，這種小型無人機(jī)僅重0.9公斤，裝有紅外攝像器。它將被發(fā)送至人類不易到達(dá)但蚊蠅滋生的地方，如沼澤地等。無人機(jī)在尋找到蚊蠅聚集地時(shí)會(huì)發(fā)出特殊信號(hào)，有關(guān)專家就會(huì)前往噴射殺蟲劑，之后迅速撤離。利用無人機(jī)在這類地方消滅蚊蠅可達(dá)到快速有效，并從根源消除蚊蠅侵?jǐn)_的作用。

　　搜救失蹤人士

　　2013年5月，加拿大皇家騎警收到一通緊急求救電話，一輛汽車翻下一條偏遠(yuǎn)的高速公路。當(dāng)急救車趕到后，應(yīng)急響應(yīng)隊(duì)的人無法確定受害人的具體位置，因?yàn)樵谑鹿尸F(xiàn)場(chǎng)方圓兩百米的范圍內(nèi)都沒有發(fā)現(xiàn)受害人。隨后，人們又將地面搜索范圍擴(kuò)到周圍1公里的范圍，并出動(dòng)了具備夜視功能的直升機(jī)，卻仍無所獲。

　　萬不得已之下，皇家騎警向加拿大警方調(diào)用了一家警用無人機(jī)輔助搜尋，這架Dragan Flyer X4-ES型號(hào)的無人機(jī)裝備有前視紅外攝像儀，與發(fā)現(xiàn)波士頓爆炸案嫌犯的紅外攝像儀為同款。最后，在紅外攝像以及GPS定位的幫助下，皇家騎警終于找到了受害人。

　　吉格說：“據(jù)我所知，這是首例無人機(jī)營救普通人的例子�！�

　　但它肯定不會(huì)是最后一例。搜救任務(wù)耗時(shí)、昂貴，而且，參與搜救者自己也可能會(huì)遇到危險(xiǎn)。在搜救任務(wù)中使用配備精良的無人機(jī)的例子與日俱增，或許很快會(huì)成為標(biāo)準(zhǔn)的工作方法，可以覆蓋人類無法到達(dá)的大部分區(qū)域，而且，在晚上也可以工作。