吉林快三下注 www.sauzn.com 我办公室所在那条街上的建筑工地,每天早上都会传来一阵熟悉的嗡嗡声。声音来自例行无人机扫描:一架小巧的黑色四旋翼飞行器正从工地上方划过,路线精确如轨道。工人们已对头顶上方的微弱噪声非常熟悉,不再抬头观望工作中的飞行器。它只是日常工作的一部分,和占据天空的吊车一样普通。飞行的机器人只是一件普通的施工设备——在这种彻头彻尾的正常中,孕育着真正的革命。
“现实捕捉”(reality capture),指的是从地面和空中对物理世界进行全面扫描,并将其数字化。现在,这种技术已经成熟到可以改变商业世界。谷歌地图初步应用现实捕捉技术,使用卫星、飞机和汽车收集数据,并以2D和3D模式显示出来。这种最初为人类设计的地图,精度已经大大提高,能够为无人驾驶汽车提供高效行驶所需的高精度3D城市地图。构造这类现实世界模型所使用的“动态捕捉”(motion capture)技术,还主导着当下电影和电子游戏的发展。通常,这需要将产品带到扫描设备近前——将人们集中在较大空间里,利用扫描设备构造场景。但无人机将这个设定颠倒过来,让我们携带扫描设备前往场景:它配备常规照相机和智能软件,按精确轨迹围绕目标飞行,从而创建逼真的数字模型。
无人机现在已应用于建筑施工和电影拍摄,这多少让人惊讶。10年前,这项技术还没走出实验室;5年前,它最大的特点就是贵。今天,你在沃尔玛就可以买到使用云软件的企业级无人机。因为成本低、操作简单,这些会飞的相机已经具有商业价值。除建筑施工,无人机数据可以用于农业(作物测量)、能源(太阳能和风力发电机监控)、保险(屋顶扫描)、基础设施(检验)、通信等诸多与物理世界有交集的行业。我们知道,“测度在先管理在后”,但测度现实世界通常很难。无人机则让这一切简单很多。
产业界很早就开始寻求从空中获取数据,一般是利用卫星或飞机。但相比这两者,无人机是更优越的“空中传感器”。卫星的视线受到覆盖地球2/3以上面积的云层遮挡,无人机则能更精确、更频繁地收集数据;而相比飞机,无人机成本更低、操作更容易,也更安全。无人机能随时随地提供精度匹敌激光扫描的俯视图像,而这仅仅是开始。在21世纪互联网向物理世界延伸的进程中,无人机带我们通往第三个维度——上方。简言之,它就是“飞行物联网”。
你也许觉得无人机不过是玩具或GoPro航拍器。的确,这仍然占行业中最大的份额。但如同此前的智能手机等技术商业化的例子,无人机现在已配备企业级软件,逐渐成为真正的数据收集平台,像智能手机一样开放、可延展,拥有几近无限的app应用潜力。在app经济中,令人惊奇的巧妙应用不断出现,而常规、强大的应用也会迭代改进。
你也可能将无人机视为快递工具——媒体为博点击而描述美好(或恐怖)未来场景时,最爱报道这种用途。但坦率地说,递送是无人机吸引力最低、复杂度最高的应用之一。人员密集环境中的任何自动飞行,都是对技术和监管的严峻挑战。相比涉及私人领地的递送,大部分行业活动聚焦于另一端,即数据和商业化,以尽可能减少对隐私权、不良观感和恐怖机器人在头上盘旋的忧虑。
无人机经济具备颠覆性的经典特征:它已经有能力用几小时完成人们几天才能完成的工作;它能提供细节丰富的影像数据,成本只是其他工具的零头;它开始在职业安全方面发挥关键作用,对信号塔维护等高危作业进行无人化;从田地到工厂,它的低空拍摄带来新的洞察和功能,名副其实为商业提供了不同视角。
和任何机器人一样,无人机能进行自主控制,这意味着飞行员和飞行器间的联系被打破。根据目前的法规,无人机必须有地面操纵者(即便“操纵”只是在智能手机上按键,然后悠闲地观看无人机作业)。但随着无人机智能化程度提高,监管部门开始考虑“超出视线范围”的飞行——这时无人机所搭载传感器和照相机的能力将远超地面上的操纵者。一旦完全自动的无人机飞行合法化,“一名飞行员/一架飞行器”的固有模式可能将演变成“一名操纵者/多架飞行器”,甚至“无操纵者/多架飞行器”。这里就体现了无人机自主控制的经济潜力:如果扫描世界的边际成本趋近于零(因为干活的是机器而不是人),我们将能大幅提升工作量。不妨称之为“地球观测的民主化”——卫星观测的低成本、高精度替代方案。随时随地,天空为你所用。
无人机经济是真实的。如果想从中获益,你需要一套战略。本文将让你了解正在发生、以及将要发生的事情。我们先回到开头的建筑工地,无人机能提供那里急需的东西。
低成本现实捕捉
建筑工程是世界规模第二大的行业(仅次于农业),年产值高达8万亿美元,但效率相当低下。据麦肯锡的资料,商业建筑项目花费通常超出预算80%,工程进度落后20个月。
只看显示屏上的CAD图纸,一切完美无缺;但在工地的泥土尘埃中就完全不同了。现实和理念的差异,解释了8万亿美元中约3万亿美元的去向——工程变更、返工、进度安排失误。
无人机的任务就是消除这种差异。我办公室附近工地上空的那架无人机,用固定在万向节上的高性能相机拍照。这些超高精度的常规照片上传到云端后,图像几何技术将其转换为几何图形,生成精确的2D和3D模型(谷歌地图的工作原理与此相同,但图像精度低,且数据来自2、3年前。若想体验,可切换至谷歌地球并点击“3D”键)。上午10点左右,工地监控系统将收到无人机提供的俯视图,精度足够看清25美分硬币的细节,且能以任意角度旋转,类似电子游戏或虚拟现实图像。随后,指导施工的CAD图纸叠加到扫描图上,让“效果图”和“实景图”形成直观对比。这仿佛一个增强现实镜头,将理念与现实并置——捕捉二者的差异,每天可为一处工地节省数千美元,对于整个行业则是数十亿美元。利用这项技术,监理团队能随时掌握施工进度。
当图纸上的设计来到现实世界,错误、变更、意外都难以避免。但如果提早发现、进而修正或绕开问题,或根据实际状况更新施工模型,就能尽量减少负面影响。从卷尺、笔记板到激光、高精度GPS甚至X光,工程测量的方法有很多。但这些方法都需要资金和时间,所以并不常用,至少不会覆盖整个施工现场。利用无人机,则可以实现对整个工地的高精度测绘,价格最低仅为每天25美元。
从地面上升
无人机经济的上升曲线相当陡峭。10年前,无人驾驶飞行器属于军工科技,造价数百万美元,隐秘不宣。但随后智能手机出现,带来一系列配套技术,包括传感器、高速处理器、相机、无线宽带技术和GPS等——它们支持着你兜里那个了不起的超级计算机。同时,智能手机量产的规模经济,也降低了这些组件的成本,拓展其应用领域。第一重影响就是转变相邻行业,包括机器人技术。我将这种散播称为“智能手机战争的和平红利”。
这时,包括我自己的公司在内,出现了一批新公司。廉价的高性能组件加上“创客”精神,让爱好者和创业家们重新构想无人机。按我们的想法,无人机不是从空中降下,而是从地面升起——比较“没有飞行员的飞机”,更像是“装有螺旋桨的智能手机”。无人机的发展速度近似智能手机,而非航空工业。因此不到4年内,无人机就从黑客设备变成藏家玩物,进而变成花不到100美元就能在你家附近大商场买到的玩具。这可能是史上最快从CIA走进Costco(好市多超市)的技术。5年前,从商业角度考虑,对“无人机”(drone)一词最大的反对意见是它带有军事色彩。但现在,大众觉得它就是玩具。有其他词汇的含义曾更快地从“武器”转变为“玩具”吗?
故事远没有结束。无人机第一波浪潮是技术,第二波是玩具,现在最重要的第三波已经到来:无人机正在成为工具??罩凶耘牡氖谐』蛐碛邢?,物理世界数据的市场却像世界本身一样广阔。
无人机已开始填补卫星和地面之间的空白地带,接近实时捕获整个地球的高清影像,而成本远低于替代方案。
无人机作为工具,这第三波浪潮的轨迹比前两波更刺激。首先,在技术的保障下,法规允许安全的无人机飞行,越来越多无人机将飞上天空。虽然各方预测存在很大差异,但有数据显示,到2018年,将有10万名操纵者使用20万架无人机完成各类工作。
其次,随着优质应用不断涌现,无人机app市场将迎来爆发。无人机仍将主要是数据收集工具,但搭载app的潜力才刚开始显露。例如,无人机已用于搜救工作和野生动物监测;提供无线网络连接(Facebook正投资这项技术);为发展中国家投递药品;航拍测量农作物并喷洒杀虫剂,或播撒新种子和益虫。
而当无人机不仅取消驾驶员,也取消操纵者,它将获得更大的成本优势。完全自主控制将带来真正的突破。
无人机拍摄的施工中城市建筑照片,与3D线框图叠加后生成轮廓模型。
小型自主飞行器的扩张
支持无人机自主飞行的技术已经出现,且在迅速进步,从单纯GPS导航转向真正的视觉导航——如同飞翔的人。排除人类存在后的飞行器仿佛从鸟类演变而来:自主、小巧、数量无限,为飞行而生,能轻松在天空穿行而从不厌倦。人类仍是天空中的游客,付出大价钱却只能匆匆一瞥。打破人和机器间的连接,我们则能占领天空。第三个维度是地球上最后一片未被殖民的领地(这包括天空和深海,不过我们把后者留给水下无人机)?;八淙绱?,占领天空和深海的不是人类本身,而是机器人。
为什么这一切现在发生?因为三个趋势的交汇。首先,上文提到的智能手机技术的高性价比,使得无人机质优价廉。举个例子,你手机里的微型芯片集成了陀螺仪等多种传感器,成本只有3美元,而这些传感器10年前是价格高达10万美元的机械设备,体积相当于从午餐盒到小冰箱不等。
其次,质优价廉的无人机能够吸引普通消费者(最多愿意付1000美元,且有实际航拍需求)。因此,为扩大用户群,制造商必须让无人机简单易操作——滑动开关即可起飞。当使用者变得简单,设备本身必须变得复杂。
第三,由于消费级无人机出人意料的爆发,不到4年时间,美国就有超过100万架无人机飞上天空,其中既有小玩具,也有“生产型消费者”定制的高端产品。这些“娱乐用途”的飞行器避开了联邦航空管理局(FAA)的严格规定,因此监管部门必须作出反应。为引导市场安全使用无人机,同时不限制其发展,FAA迅速推出新规,允许将无人机用于商业目的,无需飞行执照或特殊资格。新规自2016年8月起生效,实际开启了商用无人机时代。
施工中城市建筑的完整拼贴效果图。建筑师和施工团队利用无人机评估实际进度是否符合要求。
已有0人发表了评论
哈佛网友评论