在當今的科技領域,無人機技術正在迅速滲透多個行業.
無人機曾被視為充滿未來感的小玩意兒,如今在其他領域也有了廣泛的應用。從革新農業到改變建筑和保險行業,無人機正在證明自己的價值。
農業是無人機技術的最大受益者之一。但它們也在公共安全、建筑、保險、娛樂和基礎設施檢查等不同領域掀起波瀾。
電氣電子工程師學會(IEEE)計算機協會的全面技術預測清單將無人機的應用列為2025年的頂級技術之一,僅次于大語言模型的應用(https://www.computer.org/resources/2025-top-technology-predictions/)。
農業中的無人機
雖然生活質量指標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業領域有多種用途。當配備傳感器后,它們能夠低成本地分析土壤狀況、監測病害、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,以及在被稱為精準農業(可減少浪費的做法)中噴灑肥料和農藥。
電氣電子工程師學會(IEEE)高級會員Inderpreet Kaur表示:“某些類型的農業比其他農業更受益于無人機技術。像小麥、玉米和水稻這樣的大規模農作物種植,在無人機監測大片田地、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勢,因為無人機有助于監測果樹和葡萄藤的健康狀況、優化灌溉并及早發現病害。”
在過去十年中,農業中的無人機這一主題一直是學術研究的一個重要領域。在一篇發表于IEEE Access的文章中,研究人員在學術文章數據庫中搜索包含“無人駕駛飛行器”(無人機的另一種說法)和“農業”這兩個詞的條目(https://ieeexplore.ieee.org/document/10531194)。他們發現,2022年全球涉及“無人機+農業”的學術論文達4621篇,較2017年增長超4倍。研究還發現有1400多篇文章的標題中同時包含這兩個術語。
推動無人機的應用
硬件方面的進步,包括續航更久的電池以及小型、高質量的傳感器,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(GPS)和通過物聯網(IoT)技術進行的實時數據傳輸,使無人機能夠快速收集和共享信息,從而改善各行業的決策制定。
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據。
在導航方面,無人機現在依靠一系列先進的全球定位系統(GPS)傳感器、慣性測量單元和視覺定位系統,這些視覺定位系統利用攝像頭和計算機視覺在GPS信號不可靠的區域進行導航并保持穩定。
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備進行通信。例如,在農業方面,它們可以從田間的土壤濕度傳感器收集數據。它們還需要將收集到的數據發送到某個地方,比如發送給正在觀看屏幕的人員或者數據中心。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送所收集的數據以供處理和分析。
電氣電子工程師學會(IEEE)會員Juan Galindo表示:“物聯網(IoT)技術對于實時數據的收集、共享和分析至關重要。”
主要的無人機應用
除農業外,諸如搜索和救援之類的公共安全應用已成為主要應用。
根據發表在《IEEE計算機雜志》(IEEE Computer Magazine)上的一篇關于美國海岸警衛隊(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,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。在能源領域,無人機可以檢查從風力渦輪機葉片到輸電線路,再到像水電大壩這樣的關鍵基礎設施的一切設施。在采礦行業,無人機被用于估算庫存礦堆規模。
保險公司利用無人機在重大災難發生后迅速評估損失,并且在提供新的保險政策之前評估財產狀況
誰來操控無人機
在大多數情況下,無人機由經過訓練的飛行員操控,他們中的許多人通過為各個行業提供服務來經營小本生意。
Kaur說:“雖然一些精通技術的農民正在學習自己使用無人機,但由于操作、維護和遵守法規所需的技術技能,許多人更愿意雇傭有資質的無人機飛行員。在印度的一些地區,政府和私人組織正在為農民提供無人機使用培訓。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,以便在農田里噴灑肥料。這些女性免費獲得了無人機設備,這使她們能夠有效地管理自己的田地并減少體力勞動。”
無人機技術的未來創新
盡管無人機被迅速采用,但無人機技術的某些方面仍有改進的空間。
電池技術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域的使用。