无人机助推产业迈向新高度

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在当今的科技领域,无人机技术正在迅速渗透多个行业.


无人机曾被视为充满未来感的小玩意儿,如今在其他领域也有了广泛的应用。从革新农业到改变建筑和保险行业,无人机正在证明自己的价值。


农业是无人机技术的最大受益者之一。但它们也在公共安全、建筑、保险、娱乐和基础设施检查等不同领域掀起波澜。


电气电子工程师学会(IEEE)计算机协会的全面技术预测清单将无人机的应用列为2025年的顶级技术之一,仅次于大语言模型的应用(https://www.computer.org/resources/2025-top-technology-predictions/)。


农业中的无人机


无人机在农业领域有多种用途。当配备传感器后,它们能够低成本地分析土壤状况、监测病害、虫害和杂草的存在情况,以及评估植物的健康状况。它们还被用于灌溉,以及在被称为精准农业(可减少浪费的做法)中喷洒肥料和农药。


电气电子工程师学会(IEEE)高级会员Inderpreet Kaur表示:“某些类型的农业比其他农业更受益于无人机技术。像小麦、玉米和水稻这样的大规模农作物种植,在无人机监测大片田地、评估作物健康状况和管理资源时,效率得到提高。果园和葡萄园的管理也看到了优势,因为无人机有助于监测果树和葡萄藤的健康状况、优化灌溉并及早发现病害。”


在过去十年中,农业中的无人机这一主题一直是学术研究的一个重要领域。在一篇发表于IEEE Access的文章中,研究人员在学术文章数据库中搜索包含“无人驾驶飞行器”(无人机的另一种说法)和“农业”这两个词的条目(https://ieeexplore.ieee.org/document/10531194)。他们发现,2022年全球涉及“无人机+农业”的学术论文达4621篇,较2017年增长超4倍。研究还发现有1400多篇文章的标题中同时包含这两个术语。


推动无人机的应用


硬件方面的进步,包括续航更久的电池以及小型、高质量的传感器,使无人机变得更强大且功能更多样。同时,增强型全球定位系统(GPS)和通过物联网(IoT)技术进行的实时数据传输,使无人机能够快速收集和共享信息,从而改善各行业的决策制定。


就像智能手机摄像头一样,无人机传感器在不牺牲质量的情况下变得更小。除了捕捉可见光用于成像之外,许多无人机还配备多光谱和高光谱传感器以捕捉肉眼不可见的数据。


在导航方面,无人机现在依靠一系列先进的全球定位系统(GPS)传感器、惯性测量单元和视觉定位系统,这些视觉定位系统利用摄像头和计算机视觉在GPS信号不可靠的区域进行导航并保持稳定。


最后,连接性的改善对无人机用户来说是一大福音。无人机能够与地面上的传感器和其他设备进行通信。例如,在农业方面,它们可以从田间的土壤湿度传感器收集数据。它们还需要将收集到的数据发送到某个地方,比如发送给正在观看屏幕的人员或者数据中心。无人机通信方式的改进也有助于提高其使用价值,因为它们能够快速发送所收集的数据以供处理和分析。


电气电子工程师学会(IEEE)会员Juan Galindo表示:“物联网(IoT)技术对于实时数据的收集、共享和分析至关重要。”


主要的无人机应用


除农业外,诸如搜索和救援之类的公共安全应用已成为主要应用。


根据发表在《IEEE计算机杂志》(IEEE Computer Magazine)上的一篇关于美国海岸警卫队(U.S. Coast Guard)使用无人机的综述,无人机运营成本更低,而且在进行海上救援时,通常其起飞速度比召集直升机机组人员的速度更快(https://www.computer.org/csdl/magazine/co/2025/02/10857841/23VCcJM1VAc)。


在建筑行业,建筑承包商可以使用无人机快速测量土地和建筑物,这有助于他们快速确定工程成本。在能源领域,无人机可以检查从风力涡轮机叶片到输电线路,再到像水电大坝这样的关键基础设施的一切设施。在采矿行业,无人机被用于估算库存矿堆规模。


保险公司利用无人机在重大灾难发生后迅速评估损失,并且在提供新的保险政策之前评估财产状况。


谁来操控无人机


在大多数情况下,无人机由经过训练的飞行员操控,他们中的许多人通过为各个行业提供服务来经营小本生意。


Kaur说:“虽然一些精通技术的农民正在学习自己使用无人机,但由于操作、维护和遵守法规所需的技术技能,许多人更愿意雇佣有资质的无人机飞行员。在印度的一些地区,政府和私人组织正在为农民提供无人机使用培训。例如,来自印度旁遮普邦(Punjab)的20名女性组成的团体接受了无人机飞行员培训,以便在农田里喷洒肥料。这些女性免费获得了无人机设备,这使她们能够有效地管理自己的田地并减少体力劳动。”


无人机技术的未来创新


尽管无人机被迅速采用,但无人机技术的某些方面仍有改进的空间。


电池技术是一项重要的研究课题。许多无人机在需要充电之前只能飞行20到40分钟。功率更大的电机和更轻的材料将增加有效载荷,使无人机能够承载更多重量。


而且一些改进将有利于不同的应用。更好的激光雷达(LiDAR)和测绘能力可以有助于评估建筑工程进度,而更安静的无人机将提升其在娱乐和媒体领域的使用。


了解更多:像它们的机器人同类一样,一些无人机的灵感来自自然界的实例。查看《IEEE科技纵览》(IEEE Spectrum)中介绍的这种无人机:https://spectrum.ieee.org/bird-drone,它像鸟一样在地面行走以节省能量。


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