追蹤颶風

　　無人機能沖入暴風雨的“心臟”而不會像人那樣受傷。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·格魯門公司會攜手進行一個為期3年、投資3000萬美元的實驗——使用長距離無人駕駛飛行器（UAV）來揭開颶風的奧秘。

　　新型無人機被命名為颶風和強風暴哨兵（H3），是一款經(jīng)過改裝的“全球鷹”無人機，翼展35米，飛行時間可長達30小時，飛行17700公里�？茖W家試圖使用無人機對颶風進行深入研究，揭示颶風形成的環(huán)境與內(nèi)部因素，同時提高對颶風預(yù)測的能力，減少颶風帶來的損失。

　　NASA“全球鷹”項目的負責人斯科特·博朗去年接受《國家地理》雜志采訪時使用了一個類比：“如果你偶然經(jīng)過一個毒販子的房子，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�！崩R什·卡卡是這項隸屬NASA地球科學項目的研究計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無法抵達的區(qū)域�！�

　　這些無人機上安裝了用于測量風暴系統(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量儀，可以采集有關(guān)風暴系統(tǒng)中溫度、氣壓、風力以及濕度的數(shù)據(jù)。

　　博朗團隊已經(jīng)利用無人機的強大能力追蹤到了很多有價值的、與熱帶風暴有關(guān)的數(shù)據(jù)，貫穿熱帶風暴的整個生命周期，希望能借此完善颶風預(yù)警模式。博朗說：“如果我們能夠提高預(yù)測能力，那么，我們能夠節(jié)省大量金錢，挽救大量生命。”

　　使用無人機對于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)對多個熱帶風暴系統(tǒng)開展了研究。NASA希望借助無人機收集的數(shù)據(jù)，加深他們對于雷暴云團以及來自非洲撒哈拉大沙漠中的沙塵在大西洋上空風暴加強過程中所起的作用。這些信息還將幫助科學家們校正傳統(tǒng)的衛(wèi)星數(shù)據(jù)。

　　無獨有偶，美國佛羅里達大學的一個研究團隊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，使用一臺筆記本電腦進行控制。這些無人機幾乎不使用電力，在風流和水流的裹挾下，可以穿越大的暴風雨，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)將幫助科學家們理解颶風內(nèi)部的風力和水力。

　　 3D精準繪圖

　　小型輕便的無人機看起來與簡單的飛機模型無異，但是，它們可以用于調(diào)查地形地貌并精準地繪制出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)能讓小公司和個人也擁有這種能力。

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

　　Pix4D公司研發(fā)的高級圖像處理軟件能對數(shù)以千計的航拍圖像進行分析，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)用于各個領(lǐng)域，比如應(yīng)用于颶風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，當無人機技術(shù)變得更加親民時，其他應(yīng)用潛能將被一一實現(xiàn)，他說：“真正的問題在于，如果你擁有這樣的飛行機器，這么強大的軟件，你打算用它做什么呢�。俊�

　　野生動物保護

　　美國政府已經(jīng)開始使用無人機來進行野生動物和其棲息地的保護工作。

　　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)開始使用無人機來監(jiān)測野生動物群落或為道路和濕地繪制地圖以便更好地進行土地管理。比如，美國地質(zhì)調(diào)查局在無人機上安放了一臺熱成像照相機來跟蹤科羅拉多州沙丘鶴的數(shù)量。另外，也有科學家們使用無人機來確定印度尼西亞和馬來西亞茂密森林里動物的分布情況，單憑人力或許根本無法做到這一點�！�

　　他們使用的一般是從部隊退役的無人機，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供應(yīng)商之一AeroVironment公司為美國軍方制造，服役時間已經(jīng)超過10年。盡管在戰(zhàn)場上，已經(jīng)有更尖端的機器可以取代‘大烏鴉’，但在野生動物保護領(lǐng)域，“大烏鴉”仍然被認為是一項尖端科技。

　　在過去10年中，價格的降低和技術(shù)的進步——從機載導航使用全球定位系統(tǒng)（GPS）到自動駕駛儀的小型化——使得很多科學團體愿意使用無人機進行實驗。目前，無人機提供了一個收集數(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等領(lǐng)域取得了重要進展。具有多年研究無人機經(jīng)驗的佛羅里達大學蓋恩斯維爾分校的生態(tài)學家阿達姆·沃特斯說：“無人機研制將會成為一項不可或缺的革命性技術(shù)——它們正在朝這個方向大步邁進�！�

　　瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學院的利安·科赫和英國利物浦約翰·摩爾斯大學的澤格·維希曾在印尼蘇門答臘對大猩猩進行跟蹤研究。在耗時兩年半、耗資25萬美元后，他們終于想出了一個更快捷廉價的方法——花了不到2000美元裝配了一架無人偵察機，為它配備了電池驅(qū)動的自動駕駛器和高分辨率攝像頭。這架翼展1.4米、用GPS導航的無人機帶回了大量有關(guān)猩猩聚集地和森林砍伐的詳細圖片和資料。這種無人機受到其他環(huán)保學者的熱捧，紛紛向兩位科學家請教，希望定制一架適合自己研發(fā)課題的無人機。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，迄今已經(jīng)制造了20多架。

　　這種無人機不僅能標識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月報道，谷歌向世界自然基金會（WWF）提供了500萬美元的資助，用于購買無人機跟蹤瀕危動物。世界自然基金會已經(jīng)在尼泊爾的奇旺國家森林公園對其環(huán)保無人機進行了測試，2013年在非洲大陸布置監(jiān)測無人機。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。

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

　　放低身段到農(nóng)田

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

　　“農(nóng)業(yè)，絕對會成為無人機的主導市場，”吉格解釋道，“在日本，雅馬哈RMAX系列的無人機已經(jīng)在天空飛行了20年，幫助農(nóng)民精耕細作。很多農(nóng)田位于陡峭的山坡上，這些無人機能在五分鐘內(nèi)處理完一畝地，使用拖拉機很難而且根本不可能做到這一點。無人機上配備的照相機能發(fā)現(xiàn)氮濃度偏低的地方；配備有紅外線照相機的無人機還能通過反應(yīng)不同植物光合作用的效率來顯示植物的生長情況�！倍�，吉格強調(diào)稱，借用無人機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，從而實現(xiàn)農(nóng)藥、水或肥料的精準應(yīng)用，這一點對環(huán)境也好。

　　據(jù)國外媒體報道，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。這種翼展1米多的飛行器最高時速56公里，配有高清照相機，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)動的遙控迷你飛機能工作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、土壤和病蟲害等情況。

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

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

　　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的高速公路。當急救車趕到后，應(yīng)急響應(yīng)隊的人無法確定受害人的具體位置，因為在事故現(xiàn)場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到周圍1公里的范圍，并出動了具備夜視功能的直升機，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輔助搜尋，這架Dragan Flyer X4-ES型號的無人機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，這是首例無人機營救普通人的例子�！�

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