在當(dāng)今的科技領(lǐng)域,無人機技術(shù)正在迅速滲透多個行業(yè)。

無人機曾被視為充滿未來感的小玩意兒,如今在其他領(lǐng)域也有了廣泛的應(yīng)用。從革新農(nóng)業(yè)到改變建筑和保險行業(yè),無人機正在證明自己的價值。

農(nóng)業(yè)是無人機技術(shù)的最大受益者之一。但它們也在公共安全、建筑、保險、娛樂和基礎(chǔ)設(shè)施檢查等不同領(lǐng)域掀起波瀾。

電氣電子工程師學(xué)會(IEEE)計算機協(xié)會的全面技術(shù)預(yù)測清單將無人機的應(yīng)用列為2025年的頂級技術(shù)之一,僅次于大語言模型的應(yīng)用(https://www.computer.org/resources/2025-top-technology-predictions/)。

農(nóng)業(yè)中的無人機

雖然生活質(zhì)量指標(biāo)并不能直接衡量幸福程度,但它們常被用作一種替代衡量方式。它們有助于無人機在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域有多種用途。當(dāng)配備傳感器后,它們能夠低成本地分析土壤狀況、監(jiān)測病害、蟲害和雜草的存在情況,以及評估植物的健康狀況。它們還被用于灌溉,以及在被稱為精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)(可減少浪費的做法)中噴灑肥料和農(nóng)藥。

電氣電子工程師學(xué)會(IEEE)高級會員Inderpreet Kaur表示:“某些類型的農(nóng)業(yè)比其他農(nóng)業(yè)更受益于無人機技術(shù)。像小麥、玉米和水稻這樣的大規(guī)模農(nóng)作物種植,在無人機監(jiān)測大片田地、評估作物健康狀況和管理資源時,效率得到提高。果園和葡萄園的管理也看到了優(yōu)勢,因為無人機有助于監(jiān)測果樹和葡萄藤的健康狀況、優(yōu)化灌溉并及早發(fā)現(xiàn)病害?!?/p>

在過去十年中,農(nóng)業(yè)中的無人機這一主題一直是學(xué)術(shù)研究的一個重要領(lǐng)域。在一篇發(fā)表于IEEE Access的文章中,研究人員在學(xué)術(shù)文章數(shù)據(jù)庫中搜索包含“無人駕駛飛行器”(無人機的另一種說法)和“農(nóng)業(yè)”這兩個詞的條目(https://ieeexplore.ieee.org/document/10531194)。他們發(fā)現(xiàn),2022年全球涉及“無人機+農(nóng)業(yè)”的學(xué)術(shù)論文達4621篇,較2017年增長超4倍。研究還發(fā)現(xiàn)有1400多篇文章的標(biāo)題中同時包含這兩個術(shù)語。

推動無人機的應(yīng)用

硬件方面的進步,包括續(xù)航更久的電池以及小型、高質(zhì)量的傳感器,使無人機變得更強大且功能更多樣。同時,增強型全球定位系統(tǒng)(GPS)和通過物聯(lián)網(wǎng)(IoT)技術(shù)進行的實時數(shù)據(jù)傳輸,使無人機能夠快速收集和共享信息,從而改善各行業(yè)的決策制定。

就像智能手機攝像頭一樣,無人機傳感器在不犧牲質(zhì)量的情況下變得更小。除了捕捉可見光用于成像之外,許多無人機還配備多光譜和高光譜傳感器以捕捉肉眼不可見的數(shù)據(jù)。

在導(dǎo)航方面,無人機現(xiàn)在依靠一系列先進的全球定位系統(tǒng)(GPS)傳感器、慣性測量單元和視覺定位系統(tǒng),這些視覺定位系統(tǒng)利用攝像頭和計算機視覺在GPS信號不可靠的區(qū)域進行導(dǎo)航并保持穩(wěn)定。

最后,連接性的改善對無人機用戶來說是一大福音。無人機能夠與地面上的傳感器和其他設(shè)備進行通信。例如,在農(nóng)業(yè)方面,它們可以從田間的土壤濕度傳感器收集數(shù)據(jù)。它們還需要將收集到的數(shù)據(jù)發(fā)送到某個地方,比如發(fā)送給正在觀看屏幕的人員或者數(shù)據(jù)中心。無人機通信方式的改進也有助于提高其使用價值,因為它們能夠快速發(fā)送所收集的數(shù)據(jù)以供處理和分析。

電氣電子工程師學(xué)會(IEEE)會員Juan Galindo表示:“物聯(lián)網(wǎng)(IoT)技術(shù)對于實時數(shù)據(jù)的收集、共享和分析至關(guān)重要。”

主要的無人機應(yīng)用

除農(nóng)業(yè)外,諸如搜索和救援之類的公共安全應(yīng)用已成為主要應(yīng)用。

根據(jù)發(fā)表在《IEEE計算機雜志》(IEEE Computer Magazine)上的一篇關(guān)于美國海岸警衛(wèi)隊(U.S. Coast Guard)使用無人機的綜述,無人機運營成本更低,而且在進行海上救援時,通常其起飛速度比召集直升機機組人員的速度更快(https://www.computer.org/csdl/magazine/co/2025/02/10857841/23VCcJM1VAc)。

在建筑行業(yè),建筑承包商可以使用無人機快速測量土地和建筑物,這有助于他們快速確定工程成本。在能源領(lǐng)域,無人機可以檢查從風(fēng)力渦輪機葉片到輸電線路,再到像水電大壩這樣的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施的一切設(shè)施。在采礦行業(yè),無人機被用于估算庫存礦堆規(guī)模。

保險公司利用無人機在重大災(zāi)難發(fā)生后迅速評估損失,并且在提供新的保險政策之前評估財產(chǎn)狀況

誰來操控?zé)o人機

在大多數(shù)情況下,無人機由經(jīng)過訓(xùn)練的飛行員操控,他們中的許多人通過為各個行業(yè)提供服務(wù)來經(jīng)營小本生意。

Kaur說:“雖然一些精通技術(shù)的農(nóng)民正在學(xué)習(xí)自己使用無人機,但由于操作、維護和遵守法規(guī)所需的技術(shù)技能,許多人更愿意雇傭有資質(zhì)的無人機飛行員。在印度的一些地區(qū),政府和私人組織正在為農(nóng)民提供無人機使用培訓(xùn)。例如,來自印度旁遮普邦(Punjab)的20名女性組成的團體接受了無人機飛行員培訓(xùn),以便在農(nóng)田里噴灑肥料。這些女性免費獲得了無人機設(shè)備,這使她們能夠有效地管理自己的田地并減少體力勞動?!?/p>

無人機技術(shù)的未來創(chuàng)新

盡管無人機被迅速采用,但無人機技術(shù)的某些方面仍有改進的空間。

電池技術(shù)是一項重要的研究課題。許多無人機在需要充電之前只能飛行20到40分鐘。功率更大的電機和更輕的材料將增加有效載荷,使無人機能夠承載更多重量。

而且一些改進將有利于不同的應(yīng)用。更好的激光雷達(LiDAR)和測繪能力可以有助于評估建筑工程進度,而更安靜的無人機將提升其在娛樂和媒體領(lǐng)域的使用。

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