科幻！斯坦福大学与NASA联手打造无人机交通系统

今年3月一家名为Flirtey的无人机新创企业首次通过了美国联邦航空管理局的无人机快递许可，这也意味着消费者们距离享用无人机快递的日子更近一步。虽然这种科技听起来很酷，但是无人机快递对于低空交通而言将会形成一种挑战。所幸的是当前人们已经在开发解决这类问题的解决方案。斯坦福大学航空航天学副教授Mykel Kochenderfer一直在试图解决这样一个问题：如何防止无人机相撞呢?

“可以预见的是在未来5至10年无人机快递将很流行。” Kochenderfer如是说，“很多因素将促成这一结果，例如无人机科技的成熟以及无人机法规的逐步完善与健全。首先美国联邦航空管理局就正在往正确的方向上前进。”

上个月，Flirtey证明了无人机在遵循美国联邦航空管理局的法规的情况下可以成功完成无人机快递。他们的无人机利用传感器避开了大树、交通指示灯以及电话线，利用GPS顺利抵达了目的地。就这点而言，Flirtey已经对像亚马逊这样的企业形成了挑战。

Kochenderfer认为Flirtey的成功令人惊叹，他说虽然目前还没有专门的系统可以协调无人机彼此之间的飞行，但是不久之后无人机就不得不为其他自动飞行器让路。

NASA阿姆斯中心正在同学术界进行合作开发无人机交通管理系统(UTM)，其中就包括Kochenderfer以及斯坦福智能系统实验室(SISL)的学生团队。

虽然当前的无人机都使用GPS信号进行导航，但是NASA预见到未来无人机需要同一个中心服务器联网，从而与同一区域中的其他无人机进行通讯，这样就可以确保空中飞行的高效并且避免碰撞。Kochenderfer指出这整套系统必须全自动化，目前美国联邦航空管理局聘用了15000名员工每天平均需要管理87000架载人飞机，然而据亚马逊估计未来亚马逊无人机快递服务的订购量将达到4000万，而每天将会有13万无人机快递。

一个名为Hao Yi Ong的机械工程研究生目前正在同Kochenderfer共同工作，他预计美国联邦航空管理局需要再另外聘用3万员工处理无人机空中交通管理系统。然而对于一个部门而言新增如此数量的员工所需要的财政预算将很不切合实际。

根据假设，全自动化的无人机交通管理系统将实时地协调无人机的飞行，既包括无人机快递也包括紧急物资救援行动。虽然目前为无人机导航不需要WiFi、3G或4G网络，但是现在有很多无人机都提供了此类网络链接的支持。Kochenderfer表示他的团队使用标准的USB接口移动WiFi来使无人机与小型ODroid计算机相连。

然而由于网络故障，无人机与空中交通管理服务器之间的通讯失联问题也引起了人们的担忧。Kochenderfer表示这也是他与他的团队所关注的领域，他们认为由谷歌与扎克伯格带来的WiFi或许将帮助解决网络链接的问题。

谷歌的Loon项目计划往平流层放置气球，从而为偏远地区提供WiFi，而扎克伯格的Internet.org也是一个类似的概念，只是他们将使用无人机来实现这一目标。人们可以预想未来Facebook无人机在沙漠地区飞行，为地面的人们以及运送紧急物资的无人机提供网络。

Kochenderfer表示在网络部署到位之前，无人机的感应与避障功能依旧是解决无人机相撞的最佳方案。

“有时有的无人机操作就是需要自带的避障系统来避免事故。”Kochenderfer如是说，“对于小型的无人机而言这些或许并不必要，但是对于一些大型的无人机而言，万一它们与地面失联，自带的避障系统就显得尤为重要。”

目前人们可以通过大疆精灵4来体验无人机避障功能，该无人机可以识别障碍物，同时自动修正飞行路线。Kochenderfer表示无人机交通管理系统需要与无人机自带的避障功能协同合作，这样才可以弥补网络连接问题带来的漏洞。

研究员还表示指定的降落区域也将有助于简化无人机导航问题。

“理想中而言人们不会想要任何形式的指定设施，比方说像亚马逊的视频中那样，无人机在运送快递时直接降落在用户家的后院里，这种设想就很出色。” Kochenderfer如是说，“而有的人目前正在设想设置一个中心收发站，让无人机将快递专门送往指定的目的地，之后由客户自取。”

Kochenderfer补充说目前没有一个真正完善的系统。他期待未来5年之内自动化无人机空中管理操作系统的雏形能够确立。当前亚马逊已经开发出了快递无人机的原型，但是无人机快递何时能够走进千家万户，这还需要等待无人机交通管理系统的建立，同时美国联邦航空管理局也应当给出一套执行方案。